+ [HUTECH] - Trương Văn Vệ - " Đề Tài : IPTV "

Dạ thưa Thầy trước Thầy cho em xin lổi vì báo cáo trể,2 tuần lễ nay nhà em có việc nên wm về quê không báo cáo bài cho Thầy được,em rất mong sự thông cảm của Thầy tha lổi và chấp nhận.

em xin cảm ơn Thầy!

Đây là phần bài báo cáo của em :

Chương 1 Giới thiệu đề tài

1.Lý do chọn đề tài :

Trong những năm gần đây, mạng lưới internet toàn cầu phát triển ngày càng mạnh mẽ. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến các phương thức tiếp cận thông tin của con người, trong đó có cả truyền hình. Theo truyền thống, các mô hình truyền hình phát theo kiều quảng bá đang bộc lộ những nhược điểm của nó mà quan trọng nhất là tính tương tác hai chiều giữa nhà cung cấp dịch vụ truyền hình và người xem.Theo mô hình này, nội dung của chương trình hầu như do các nhà cung cấp dịch vấn định cho người xem. Đồng thời nó cũng gây ra những khó khăn đối với ngườixem như vấn đề thời gian, địa điểm…IPTV( Internet Protocol Television) theo định nghĩa là các nội dung thông tin về hình ảnh, âm thanh được truyền tải qua mạng IP ( mạng giao thức internet). Người dùng có thể thông qua máy tính PC hoặc máy thu hình phổ thông cộng với thiết bị đầu cuối setup box để có thể xem được IPTV.IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, tạo nên sự cạnhtranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ truyền hình. Hãng In-Stat, một hãng nghiên cứu thị trường công nghệ cao có uy tín, gần đây đã dự báo rằng thị trường các dịch vụ IP video tại khu vực châu Á – Thái Bình Dương sẽ tăng trưởng tới gần 80% mỗi năm từ nay đến năm 2015 và sẽ tạo ra một thị trường 5,3 tỷUSD. Hãng này cũng dự đoán châu Á sẽ chiếm tới một nửa trong tổng số thuê baoTV của các công ty điện thoại trên toàn thế giới vào năm 2015 với tổng số thuê bao tối thiểu 62 triệu. Các số liệu này cho thấy trong những năm còn lại của thập kỷ này, IPTV sẽ trở thành một dịch vụ có thị trường rộng lớn trên toàn cầu với châu Á tiếp tục dẫn đầu trong việc thu hút khách hàng. Các con số này cũng cho thấy đây là một thị trường năng động với rất nhiều cơ hội cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có mô hình kinh doanh, hình thức cung cấp dịch vụ và công nghệ hợp lý.Informa Telecoms & Media dự báo IPTV sẽ được sử dụng bởi trên 55% các hộ gia đình sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Trung Quốc vào năm 2015, con số này sẽ gần tương đương với số hộ gia đình dùng dịch vụ truyền hình cáp (khoảng 57%).Công ty này cũng dự báo sẽ có đến 44% các hộ sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Singapore sẽ nhận tín hiệu truyền hình số thông qua đường dây DSL của họ, điều này làm cho IPTV trở thành một nền tảng truy nhập số phổ biến hơn rất nhiều so với truyền hình số mặt đất (DDT). Informa cũng dự báo rằng DSL sẽ chiếm tới15,2% các hộ gia đình sử dụng truyền hình số ở Úc, 17% ở Hàn Quốc. Truyền hình cáp vẫn sẽ thống trị đến năm 2015, nhưng sau đó IPTV sẽ thực sự là đối thủ cạnh tranh với truyền hình số mặt đất và vệ tinh đối với người xem truyền hình châu Á. đượckhả năng phát triển của côngnghệ này, em đã quyết định chọn đề tài “ dịchvụ IPTV” làm đề tài luận văn tốt nghiệp

2. Phạm vi đề tài

Trong đề tài này,em tập trung nghiên cứu và mô phỏng khả năngtương tác giữa server và client. Trong đó server được triển khai là Adobe FlashMedia server. Phía client là các PC hay là các setup box. Phía client sẽ đặt ra cácyêu cầu về dịch vụ như là yêu cầu phim , các chương trình tivi …Phía server khi nhận được các yêu cầu này sẽ xử lý và đáp ứng lại các yêu cầu đó. Tương tự bên phía server sẽ đưa ra các chỉ thị cho client như cập nhật phiên bản mới của phầnmềm, cập nhật các hình ảnh quảng cáo có tính bắt buộc đối với gói dịch vụ đó, hiển thị danh sách các phim, các chương trình mới được cập nhật …Dựa vào nền tảng công nghệ là xử lý Flash với ngôn ngữ Action Scripts 3.0,với ngôn ngữ kịch bản bên phía server là PHP, Javascript và MySQL, em đã thực hiện đề tài: “dịch vụ IPTV ”đồ án của em tập trung vào các vấn đề sau:

Ø 

Tìm hiểu về Flash Media Server 

Ø 

Tìm hiểu ngôn ngữ ActionScript, PHP, JavaScript

Ø 

Xây dựng hệ thống cung cấp dịch vụ VoD và Content delivery

Chương 2 Các khái niệm và kiến thức liên quan

1. TCP/IP và mô hình tham chiếu OSI

Trong quá trình phát triển của các dịch vụ viễn thông, có sự phát sinh nhiều kiểu kiến trúc mạng nhưng lại không tương thích với nhau, gây trở ngại trong việc trao đổi thông tin giữa các mạng này. Để giải quyết vấn đề trên, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế đã xây dựng một mô hình tiêu chuẩn cho các mạng gọi là mô hình tham chiếu cho việc kết nối các hệ thống mở (Reference Model for Open SystemInterconnection, hay gọn hơn: OSI Reference Model).Tuy nhiên mô hình trên đây chỉ mạng ý nghĩa lý thuyết, nó là chuẩn để cho các nhà phát triển viễn thông xây dựng các mô hình thực tế phù hợp. Một trong

những mô hình thực tế được sử dụng phổ biến trong mạng máy tính (Internet) đó làmô hình TCP/IP. Bộ giao thức TCP/IP là tổ hợp của nhiều giao thức ở các tầng khác nhau là mô hình giản lược của OSI.

Giao thức IP là giao thức lớp mạng nằm trong chồng giao thức của mô hình tham chiếu OSI cũng như trong chồng giao thức TCP/IP sử dụng cho mạng. Dữ liệu lớp ứng dụng được chia nhỏ thành các segment với môt kích thước chuẩn, được đóng gói qua lớp mạng sau đó được đóng gói thành các khung dữ liệu ( frame ) tại lớp hai trước khi được chuyển đổi thành các bít được mã hóa tại lớp vật lý. Lớp IP này còn có chức năng định tuyến để tìm đường đi cho các gói tin trong mạng. Tùy vào các phương pháp định tuyến khác nhau mà lớp giaothức này sẽ xây dựng nên các bảng định tuyến khác nhau.

                        OSI Model                                         TCP/IP(Internet)

2. Giới thiệu về IPTV

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 dịchvụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, tiến nói, văn bản, dữ liệu được phân phốiqua các mạng dựa trên IP mà được quan lý để cung cấp các cấp chất lượng dịch vụ, bảo mật, tính tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu.

(theo ITU – T FG IPTV).

Ø 

IPTV là một hệ thống ở đó các dịch vụ truyền hình số cung cấp tới người tiêu dùng đăng ký thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối băng rộng.

Ø 

IPTV được cung cấp trên Internet nên đôi khi dịch vụ này còn gọi là Internet TV hay Web TV.IPTV thường được cung cấp cùng với dịch vụ Video-on-Demand (VoD) và cũng có thể cung cấp cùng với các dịch vụ Internet khác như truy cập Web và VoIP, do đó còn được gọi là “Triple Play” và được cung cấp bởi nhà khai thác dịch vụ băng rộng sử dụng chung một hạ tầng mạng. IPTV có cơ hội rất lớn để phát triển nhanh chóng khi mà mạng băng rộng đã có mặt ở khắp mọi nơi và hiện nay đã có trên 10000 triệu hộ gia đình sử dụng dịch vụ băng rộng trên toàn cầu. Rất nhiều nhà cung cấp dịchvụ viễn thông lớn trên thế giới đang triển khai thăm dò IPTV và xem như một cơ hội mới để thu lợi nhuận từ thị trường hiện có của họ và coi đó như một giải pháp tự bảo vệ trước sự lấn sân của các dịch vụ truyền hình cáp. Tại thị trường cung cấp dịch vụ ở Việt Nam, dịch vụ IPTV đã bắt đầu được thử nghiệm cung cấp với một số dịch vụ cơ bản. Điều này xem như là cơ hội kinh doanh dịch vụ mới của các nhà cung cấp dịch vụ tại Việt Nam, khi mà cơ sở hạ tầng mạng băng rộng đã và đang phát triển mạnh mẽ cùng với sự đòi hỏi nhu cầu của khách hàng ngày càng cao

2.1.Các đặc điểm của IPTV

IPTVmang một số đặc điểm sau đây:

 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 dịch vụ được truyền tải thông qua một dịch vụ IPTV có thể bao gồm TV trực tiếp chuẩn, TV chất lượng cao (HDTV),trò chơi tương tác, và khả năng duyệt Internet 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 từ kết cuối đến kết cuối hỗ trợ truyền thông tin haichiều và cho phép người dùng ở kết 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 về băng thông thấp :

Thay vì phân phối trên mọi kênh để tới mọi người dùng, công nghệ IPTVcho 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 thôngcủa 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. Ngườidùng có thể sử dụng máy PC hay thiết bị di động để truy xuất vào các dịch vụIPTV.

2.2. Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 

Sơ đồ khối biểu thị các chức năng của nghiệp vụ IPTV như

Từng nội dung tới đầu cuối người dùng có hể chia làm: nghiệp vụ cung cấp và giới thiệu các nội dung, nghiệp vụ chuyển tải, nghiệp vụ tiếp nối đầu cuối và nghiệp vụ quản trị.

Ø 

Mạng chuyền tải :

Hạ tầng mạng IP băng rộng để truyền dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ IPTV đến khách hàng. Mạng truy nhập sẽ tận dụng phần hạ tầng mạng xDSL có sẵn. Để cung cấp dịch vụ với chất lượng tốt và tiêu thụ ít băng thông khi có đồng thời nhiều truy nhập đến hệ thống, mạng truy nhập băng rộng (B-RAS/MSS và DSLAM) cần phải được hỗ trợ multicast.Đối với DSLAM, ngoài hỗ trợ multicast, DSLAM còn cần hỗ trợ IGMPversion 2. Ngoài ra, B-RAS/MSS và DSLAM cũng cần hỗ trợ các giao tiếpEthernet chuẩn (FE, GE). Mạng cũng phải có khả năng hỗ trợ QoS từ đầucuối đến đầu cuối, đảm bảo được băng thông cần thiết và độ ưu tiên chocác kênh truyền hình quảng bá cũng như các phiên Video theo yêu cầuđang sử dụng (phải đạt được độ mất gói và jitter tối thiểu). Băng thôngxDSL do các DSLAM cung cấp đến khách hàng phải có khả năng lên đến4-5 Mbps.

Ø

Mạng cung cấp nội dung: 

Thu, nhận và xử lý các dữ liệu chương trình từcác nguồn khác nhau như vệ tinh, truyền hình mặt đất và các nguồn khácđể chuyển sang hệ thống Video Headend.

Ø

Hệ thống Video Headend: 

Thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh vàâm thanh từ các nguồn khác nhau và sử dụng các thiết bị mã hóa (encoder)để chuyển đổi nội dung này thành các luồng IP multicast ở khuôn dạng mã hóa mong muốn. Yêu cầu phải có thiết bị đầu cuối cho việc phát nội dung quảng bá. Thiết bị đầu cuối này có khả năng mã hoá một chuỗi các hìnhảnh theo thời gian thực bằng kỹ thuật nén dùng MPEG-4 Part 10 hoặcH.264. Hình ảnh mã hoá có thể lấy từ vệ tinh, truyền hình cáp, hệ thốngtruyền hình mặt đất, máy chủ video, tape playout, v.v... Sau khi mã hoá,các chuỗi (định dạng ASI, SPTS) truyền MPEG sẽ được đóng gói bằngcách sử dụng IP Streamer. Sau đó sẽ truyền những chuỗi gói IP bằng cáchsử dụng giao thức UDP/IP. Đầu vào của hệ thống Video Headend là cácchương trình truyền hình quảng bá, các kênh truyền hình mua bản quyềnthu từ vệ tinh, các kênh truyền hình cáp, các phim từ các nguồn khác như tự sản xuất, từ các thiết bị VCD/DVD player, v.v...

Ø

Hệ thống Middleware: 

Cung cấp khả năng quản lý thuê bao, nội dung và báo cáo hoàn chỉnh cùng với các chức năng quản lý EPG và STB, đồngthời vẫn duy trì tính mở cho việc tích hợp các dịch vụ trong tương lai.Middleware là một giao diện của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV vớingười sử dụng, nó xác định danh tính cho người dùng. Hiển thị một danhsách các dịch vụ mà thuê bao đó có thể sử dụng và trợ giúp lựa chọn dịchvụ này sau khi đã xác thực danh tính của người dùng. Middleware lưu lạimột profile cho tất cả các dịch vụ. Middleware đảm bảo các hoạt động bêntrong của dịch vụ truyền hình một cách hoàn hảo. Middleware sẽ khônggiới hạn bất kỳ hoạt động riêng rẽ nào trong hệ thống, nhưng sẽ giao tiếptrực tiếp với mỗi thành phần được hệ thống hỗ trợ. Middleware hỗ trợ APIcho phép mở rộng các chức năng mới và truyền dữ liệu giữa các hệ thống.

Ø

Hệ thống phân phối nội dung: 

Bao gồm các cụm máy chủ VoD và hệthống quản lý VoD tương ứng, cho phép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và thiết lập các chính sách phân phối nội dung một cách mềm dẻo. Hệ thống này cũng cho phép nhà khai thác mở rộng một cách kinh tế, phù hợpvới tải và yêu cầu dịch vụ của các thuê bao. Máy chủ VoD sẽ lưu nội dungthực và cung cấp cho thuê bao khi nó nhận được sự xác thực danh tính từ Middleware. Nó cho phép các thuê bao đặt và xem những bộ phim chấtlượng cao và chương trình theo yêu cầu (chương trình này được lưu trênmáy dịch vụ và truyền tải theo yêu cầu). Hệ thống này cũng cung cấpnhững chức năng điều khiển VCR như fast-forward, pause, và rewind.

Ø

Hệ thống quản lý bản quyền số (DRM): 

DRM giúp nhà khai thác bảo vệnội dung của mình, như trộn các tín hiệu truyền hình hay mã hóa nội dungVoD, khi truyền đi trên mạng Internet và tích hợp với tính năng an ninh tại STB ở phía thuê bao. DRM dùng để bảo mật nội dung các khóa giải mãcủa các thuê bao. Những nội dung được tải trên những máy chủ nội dungsẽ được mã hóa trước bằng hệ thống DRM và nó cũng cũng chỉ mã hóa nội dung broadcast để bảo mật sự phân bố đến Set-top Box (STB). Hệ thống có khả năng hỗ trợ chức năng mã hoá trong các Headend tương ứng và cung cấp khoá mật mã cho các Headend này. Hệ thống DRM chứa khoá cho phần nội dung của một cơ sở dữ liệu khoá đồng thời bí mật phân phốicơ sở dữ liệu này tới STB. Hệ thống DRM cũng sẽ hỗ trợ thêm vào phầnnội dung các chức năng thủ thuật trong khi xem (tua nhanh, tua lại, v.v...).Hệ thống DRM sẽ dựa trên các khái niệm của hệ thống cơ sở hạ tầng khoácông cộng (Public Key Infrastructure, PKI). PKI dùng các thẻ kỹ thuật sốX.509 để xác nhận mỗi thành tố trong hệ thống DRM đồng thời để mã hoáan toàn dữ liệu có dùng các khoá chung/riêng.

Ø

Hệ thống quản lý mạng và tính cước: 

Hệ thống này quản lý và tính cướcdịch vụ truy cập của thuê bao IPTV.

Ø

Set-top Box (STB): 

Thiết bị đầu cuối phía khách hàng, cho phép thu, giải mã và hiển thị nội dung trên màn hình TV. STB cần hỗ trợ các chuẩnMPEG-4/H.264. Ngoài ra, STB cũng có thể hỗ trợ HDTV, có khả năng kết nối với các thiết bị lưu trữ bên ngoài, video phone, truy nhập web (Walledgarden), v.v... STB cung cấp các ứng dụng truyền thông và giải trí. STB sẽhỗ trợ kết nối giữa thiết bị tivi và mạng điện thoại, cũng như Internet và thư viện ảnh ảo của nhà cung cấp dịch vụ. Nó có thể giải mã những chuỗi dữ liệu và hình ảnh đến dựa vào địa chỉ IP, đồng thời thể hiện các hình ảnh này trên TV. STB sẽ hỗ trợ chuẩn H.264/MPEG-4 Part 10 và phần mềm client Middleware của nó sẽ được dựa trên một cấu trúc thick client, điều đó có nghĩa là ứng dụng và dữ liệu thể hiện sẽ lưu trên STB.

Dạ Thầy thông cảm cho em và chấp nhận,

em cảm ơn Thầy! em sẽ chỉnh sửa bài lại

bài báo cáo em chỉnh sửa lại giử Thầy! Thầy cho em xin ý kiến :

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, con người với trình độ dân trí ngày càng cao dẫn tới sự đòi hỏi về nhu cầu giải trí càng cao, đòi hỏi phải đáp ứng được những nhu cầu sở thích cá nhân của người xem truyền hình. Từ đó dịch vụ IPTV ra đời với các tính năng vượt trội đã mang lại cho con người những cảm nhận mới về  truyền hình mà chỉ có dịch vụ IPTV mới chỉ có thể đáp ứng được so với các công nghệ truyền hình khác hiện tại. Trên thế giới IPTV đã được triển khai mạnh mẽ và thu được lợi nhuận rất lớn.Tại Việt Nam, dịch vụ IPTV đã bắt đầu được thử nghiệm cung cấp với một số dịch vụ cơ bản. Cơ sở hạ tầng mạng băng rộng tại Việt Nam đã và đang phát triển mạnh mẽ đáp ứng được nhu cầu giải trí của người xem truyền hình. IPTV với tính năng vượt trội, cùng với chi phí giá thành thấp do đó IPTV sẽ phát triển mạnh mẽ và là dịch vụ truyền hình số 1 trong tương lai không xa. IPTV là vấn đề đang được nhiều người quan tâm.

Đó cũng là lý do em chọn đề tài “ Dịch Vụ IPTV

Mạng lưới internet toàn cầu phát triển ngày càng mạnh mẽ. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến các phương thức tiếp cận thông tin của con người, trong đó có cả truyền hình. Theo truyền thống, các mô hình truyền hình phát theo kiều quảng bá đang bộc lộ những nhược điểm của nó mà quan trọng nhất là tính tương tác hai chiều giữa nhà cung cấp dịch vụ truyền hình và người xem.Theo mô hình này, nội dung của chương trình hầu như do các nhà cung cấp dịch vấn định cho người xem. Đồng thời nó cũng gây ra những khó khăn đối với ngườixem như vấn đề thời gian, địa điểm…IPTV( Internet Protocol Television) theo định nghĩa là các nội dung thông tin về hình ảnh, âm thanh được truyền tải qua mạng IP ( mạng giao thức internet). Người dùng có thể thông qua máy tính PC hoặc máy thu hình phổ thông cộng với thiết bị đầu cuối setup box để có thể xem được IPTV.IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, tạo nên sự cạnhtranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ truyền hình. Hãng In-Stat, một hãng nghiên cứu thị trường công nghệ cao có uy tín, gần đây đã dự báo rằng thị trường các dịch vụ IP video tại khu vực châu Á – Thái Bình Dương sẽ tăng trưởng tới gần 80% mỗi năm từ nay đến năm 2015 và sẽ tạo ra một thị trường 5,3 tỷUSD. Hãng này cũng dự đoán châu Á sẽ chiếm tới một nửa trong tổng số thuê baoTV của các công ty điện thoại trên toàn thế giới vào năm 2015 với tổng số thuê bao tối thiểu 62 triệu. Các số liệu này cho thấy trong những năm còn lại của thập kỷ này, IPTV sẽ trở thành một dịch vụ có thị trường rộng lớn trên toàn cầu với châu Á tiếp tục dẫn đầu trong việc thu hút khách hàng. Các con số này cũng cho thấy đây là một thị trường năng động với rất nhiều cơ hội cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có mô hình kinh doanh, hình thức cung cấp dịch vụ và công nghệ hợp lý.Informa Telecoms & Media dự báo IPTV sẽ được sử dụng bởi trên 55% các hộ gia đình sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Trung Quốc vào năm 2015, con số này sẽ gần tương đương với số hộ gia đình dùng dịch vụ truyền hình cáp (khoảng 57%).Công ty này cũng dự báo sẽ có đến 44% các hộ sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Singapore sẽ nhận tín hiệu truyền hình số thông qua đường dây DSL của họ, điều này làm cho IPTV trở thành một nền tảng truy nhập số phổ biến hơn rất nhiều so với truyền hình số mặt đất (DDT). Informa cũng dự báo rằng DSL sẽ chiếm tới15,2% các hộ gia đình sử dụng truyền hình số ở Úc, 17% ở Hàn Quốc. Truyền hình cáp vẫn sẽ thống trị đến năm 2015, nhưng sau đó IPTV sẽ thực sự là đối thủ cạnh tranh với truyền hình số mặt đất và vệ tinh đối với người xem truyền hình châu Á. đượckhả năng phát triển của côngnghệ này, em đã quyết định chọn đề tài “ dịchvụ IPTV” làm đề tài luận văn tốt nghiệp :

 Chương I: này trình bày về IPTV, cấu trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, các công nghệ cho IPTV và cuối cùng là một số dịch vụ và ứng dụng của IPTV

 Chương II: Các giải pháp phân phối IPTV Chương này đưa ra các giải pháp triển khai mạng phân phối nội dung IPTV. IPTV có thể được triển khai trên các mạng sau: mạng truy cập sợi quang, mạng ADSL, mạng truyền hình cáp và mạng Internet. Ngoài ra chương này còn tìm hiểu một số công nghệ mạng lõi cho mạng IPTV.

 Chương III: Quản lý mạng IPTV Chương này tìm hiểu về hệ thống quản lý mạng IPTV, các vấn đề quản lý cài đặt, các sự cố, quản lý dự phòng, quản lý Qos. Ngoài ra, chương này còn tìm hiểu việc giám sát, kiểm tra và xử lý các sự cố trên mạng IPTV.

 Chương IV: Phát triển hệ thống IPTV

Chương V : Kết luận

CHƯƠNG I :

TỔNG QUAN VỀ IPTV

Truyền hình dựa trên giao thức Internet IPTV (Internet Protocol – based Television) - là một cơ chế để truyền tải luồng nội dung truyền hình dựa trên nền tảng là một mạng sử dụng giao thức IP. Lợi ích của cơ chế này là khả năng phân phối nhiều loại tín hiệu truyền hình khác nhau, tăng các tính năng tương tác và cải tiến để tương tác và cải tiến để tương thích với mạng các thuê bao đang tồn tại.  Sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng làm thay đổi cả về nội dung và kỹ thuật truyền hình. Sự vượt trội trong kỹ thuật truyền hình của IPTV là tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Đây là xu hướng hội tụ của mạng viễn thông thế giới.

 1. KHÁI NIỆM IPTV

IPTV truyền hình sử dụng giao thức IP là một hệ thống ở đó các dịch vụ truyền hình số cung cấp tới các thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối băng rộng. IPTV thường được cung cấp cùng với dịch vụ VoD và cũng có thể cung cấp cung với các dịch vụ Internet khác như truy cập Web và VoIP. Khi mới bắt đầu  IPTV được gọi là truyền hình giao thức Internet hay Telco TV hoặc Truyền hình băng rộng. Thực chất tất cả các tên đều được sử dụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao hoặc nội dung âm thanh và hình ảnh theo yêu cầu trên một mạng băng rộng. IPTV là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh truyền hình truyền thông, phim truyện, và nội dung video theo yêu cầu trên một mang riêng. Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thông Quốc Tế ITU thì IPTV  là dịch vụ đa phương tiện bao gồm truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa và dữ liệu qua một mạng IP và được quản lý để cung cấp mức độ yêu cầu của chất lượng dịch vụ và sự trải nghiệm, tính bảo mật, tính tương tác và độ tin cậy. IPTV có một số điểm đặc trưng sau:

Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả năng của hệ thống IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phân phối đầy đủ các ứng dụng của truyền hình tương tác. Các dạng dịch vụ IPTV có thể được phân phối bao gồm chuẩn truyền hình trực tiếp, truyền hình hình ảnh chất lượng cao HDTV (High Definition Television), các trò chơi tương tác và truy cập Internet tốc độ cao.

Dịch thời gian: IPTV kết hợp với một bộ ghi hình video số cho phép dịch chuyển thời gian để xem nội dung chương trình, đây là một kỹ thuật ghi hình và lưu trữ nội dung để có thể xem lại sau.

Tính cá nhân: Một hệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối(end-to-end) hỗ trợ thông tin có tính hai chiều và cho phép các user xem các chương trình theo sở thích, thói quen…Hay cụ thể hơn là cho các user xem cái gì họ muốn vào bất kỳ lúc nào.

 Yêu cầu băng thông thấp: Để thay thế cho việc phân phối mọi kênh cho mọi user, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ phân phối các kênh mà user đã yêu cầu. Đây là điểm hấp dẫn cho phép các nhà khai thác mạng bảo toàn được băng thông của họ.

 Nhiều thiết bị có thể sử dụng được: Việc xem nội dung IPTV không giới hạn ở việc dùng Tivi. Khách hàng có thể sử dụng máy tính của họ và các thiết bị di động để truy cập các dịch vụ IPTV. Nhưng nhược điểm “chí mạng” của IPTV chính là khả năng mất dữ liệu rất cao và sự chậm trễ truyền tín hiệu. Nếu như đường  kết nối mạng của người dùng không thật sự tốt cũng như không đủ băng thông cần thiết thì khi xem chương trình sẽ rất dễ bị giật hay việc chuyển kênh có thể tốn khá nhiều thời gian để tải về. Thêm vào nữa nếu máy chủ của nhà cung cấp dịch vụ không đủ mạnh thì khi số lượng người xem truy cập vào đông làm cho chất lượng dịch vụ giảm sút. Tuy nhiên công nghệ mạng Internet càng ngày càng phát triển mạnh mẽ đẩy băng thông kết nối lên cao hơn góp phần giúp IPTV khắc phục nhược điểm nói trên và biến thành công nghệ truyền hình của tương lai

2.CẤU TRÚC MẠNG IPTV

2.1.CƠ SỜ HẠ TẦNG MẠNG IPTV

            2.1.1. Trung tâm dữ liệu IPTV

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 nội dung, 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 đƣợc sử dụng để chuẩn bị nội dung video cho việc phân phối qua mạng dựa trên IP. Ngoài ra, hệ thống quản lý thuê bao được yêu cầu quản lý hồ sơ và phí thuê của những người sử dụng.  

2.1.2. Mạng truy cập băng thông rộng : Việc truy cập các dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm-điểm(one-to-one).Việc triển  khai IPTV trên diện rộng thì số lượng kết nối one-to-one sẽ tăng lên. Do đó, yêu cầu về băng thông trên mạng là khá lớn. Những tiến bộ về công nghệ mạng cho phép các nhà cung cấp viễn thông đáp ứng được một số lượng lớn về độ rộng băng thông của mạng. Riêng mạng truyền hình cáp thì sử dụng hỗn hợp cả cáp đồng trục và cáp quang đa ứng cho việc truyền tải nội dung IPTV

2.1.3. Thiết bị khách hàng:  IPTV (IPTVCD) IPTVCD( IPTV Consumer Device) là các thành phần quan trọng cho phép người sử dụng có thể truy cập dịch vụ IPTV. IPTVCD kết nối tới mạng băng rộng, chúng đảm nhiệm chức năng giải mã, xử lý các luồng tín hiệu tới dựa trên gói IP. IPTVCD được hỗ trợ các kỹ thuật tiên tiến để tối thiểu hóa hoặc loại trừ hoàn toàn ảnh hưởng của các vấn đề về mạng khi xử lý nội dung IPTV. Các loại IPTVCD phổ biến nhất là RG, IP set-top-box. Trong đó RG là modem ADSL và modem cáp trên mạng truyền hình cáp hai chiều HFC.

 2.1.4. Mạng gia đình : Mạng gia đình liên kết các thiết bị kỹ thuật số bên trong một khu vực có diện tích nhỏ. Nó cải thiện thông tin và cho phép chia sẻ tài nguyên giữa các thành viên trong gia đình. Mục đích của mạng gia đình là cung cấp quyền truy cập thông tin như là tiếng nói, âm thanh, dữ liệu, giải trí, giữa các thiết bị kỹ thuật số xung quanh nhà. Với mạng gia đình, khách hàng có thể tiết kiệm tiền và thời gian do việc chia sẻ các thiết bị phần cứng rất tốt và dễ dàng, thông qua các kết nối Internet băng rộng.

2.2.1.  Cấu trúc chức năng : cho dịch vụ IPTV Một mạng IPTV có thể bao gồm nhiều thành phần cơ bản, nó cung cấp một cấu trúc chức năng cho phép phân biệt và chuyên môn hoá các nhiệm vụ.

2.2.2.  Cung cấp nội dung : Tất cả nội dung được sử dụng bởi dịch vụ IPTV, bao gồm VoD và truyền hình quảng bá sẽ phải thông qua chức năng cung cấp nội dung, ở đó các chức năng tiếp nhận, chuyển mã và mã hóa sẽ tạo nên các luồng video số có khả năng được phân phối qua mạng IP.

2.2.3. Phân phối nội dung : Khối phân phối nội dung bao gồm các chức năng chịu trách nhiệm về việc phân phối nội dung đã đƣợc mã hoá tới thuê bao. Thông tin nhận từ các chức năng vận truyển 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 lƣu trữ các bản copy của nội dung để tiến hành nhanh việc phân phối, các lƣu trữ tạm thời (cache) 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 nó sẽ gửi tới chức năng phân phối nội dung để có được quyền truy cập nội dung.

2.2.4. Điều khiển IPTV : Các chức năng điều khiển IPTV là trái tim của dịch vụ. Chúng chịu trách nhiệm về việc liên kết tất cả các chức năng khác và đảm bảo dịch vụ hoạt động ở cấp độ thích hợp để thoả mãn nhu cầu của khách hàng. Chức năng điều khiển IPTV nhận yêu cầu từ thuê bao, liên lạc với chức năng phân phối và vận chuyển nội dung để đảm bảo nội dung được phân phối tới thuê bao. Một chức năng khác của điều khiển IPTV là cung cấp hướng dẫn chương trình điện tử EPG (Electronic Program Guide), EPG được thuê bao sử dụng để chọn nội dung theo nhu cầu. Chức năng điều khiển IPTV cũng sẽ chịu trách nhiệm về quản lý quyền nội dung số DRM (Digital Rights Management) được yêu cầu bởi thuê bao để có thể truy cập nội dung.

2.2.5 Chức năng vận chuyển : IPTV Sau khi nội dung yêu cầu từ thuê bao được chấp nhận, chức năng vận chuyển IPTV sẽ chịu trách nhiệm truyền tải nội dung đó tới thuê bao, và cũng thực hiện truyền ngược lại các tương tác từ thuê bao tới chức năng điều khiển IPTV.

2.2.6 Chức năng thuê bao : Chức năng thuê bao bao gồm nhiều thành phần và nhiều hoạt động khác nhau, tất cả đều được sử dụng bởi thuê bao để truy cập nội dung IPTV. Một số thành phần chịu trách nhiệm liên lạc thông tin với chức năng truyền dẫn, ví dụ như truy cập getway kết nối với bộ ghép kênh truy cập đường dây thuê bao số DSLAM, hay trình STB (bộ giải mã) sử dụng trình duyệt web để kết nối với Middleware server. Trong chức năng này, STB lưu trữ một số các thành phần quan trọng như các key DRM và thông tin xác thực user. Khối chức năng thuê bao sẽ sử dụng EPG cho phép khách hàng lựa chọn hợp đồng để truy cập và yêu cầu nó từ các chức năng điều khiển IPTV. Nó cũng nhận các giấy phép số và các key DRM để truy cập nội dung.

3. VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI IPTV 

Các kiểu lưu lựợng mạng IP thời gian thực khác nhau được tạo ra bởi các loại dịch vụ trên nền IP khác nhau như VoIP và truy cập Internet tốc độ cao. Với mỗi loại dịch vụ có những đặc điểm riêng về nội dung, vì thế cần phải có những phương thức phân phối thích hợp. Hiện nay có ba phương thức dùng để phân phối nội dung IPTV qua mạng IP là unicast, broadcast và multicast. 

IP Unicast: Được sử dụng để truyền dữ liệu (hay một gói dữ liệu) từ một máy phát (sender) đến một máy thu đơn giản.

 IP Broadcast: Được sử dụng để gửi dữ liệu từ một máy phát (sender) đến toàn bộ một mạng con Subnetwork gồm nhiều máy thu.

 IP Multicast: Được sử dụng để cung cấp dữ liệu từ một máy phát đến một nhóm các máy thu được cài đặt theo một cấu hình thống nhất, các thành viên của một nhóm này có thể thuộc các mạng phân tán khác nhau. Tuy nhiên, đối với vấn đề truyền dẫn video trong môi trường mạng, do yêu cầu phải phân phối dữ liệu từ một điểm đến nhiều điểm, trong đó dòng dữ liệu cần được truyền đi từ một máy phát sender đến nhiều máy thu có nhu cầu xem đồng thời, nhưng lại không được phép đi đến toàn bộ các máy được kết nối trong cùng một mạng con subnetwork (để giảm lưu lượng lưu thông trên mạng), nên giải pháp IP Boradcast thƣờng ít được sử dụng trong thực tế. Các ứng dụng truyền dẫn truyền hình trên mạng hiện nay thường sử dụng phương pháp IP Unicast và IP Multicast, trong đó IP Multicast là giải pháp hiện đang được ứng dụng khá phổ biến hiện nay.

3.1.  IP Unicast : Một số ứng dụng truyền thông các chương trình truyền hình trên mạng giai đoạn đầu đã sử dụng phương pháp truyền dữ liệu IP Unicast. Trong truyền unicast, mọi luồng video IPTV đều được gửi tới một IPTVCD. Vì thế, nếu có nhiều hơn một user IPTV muốn nhận kênh video tương tự 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. Nhưng các ứng dụng này mang nhiều hạn chế và hiện nay ít được ứng dụng vì nhiều lý do sau:  Băng thông của mạng bị lãng phí.  Dịch vụ rất khó mở rộng khi số lượng máy thu tăng lên.  Không thể sử dụng trong các dịch vụ bị giới hạn thời gian, do sự cung cấp đến mỗi máy thu phải theo trình tự xếp hàng.

3.2. IP Broadcast : Các mạng IP cũng hỗ trợ chức năng truyền broadcast, về mặt nào đó giống như kênh IPTV được đưa tới mọi thiết bị truy cập được kết nối vào mạng băng rộng. Khi một server được cấu hình truyền broadcast, một kênh IPTV gửi tới tất cả các thiết bị IPTVCD đuợc 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, nhưng nếu truyền broadcast thì không sử dụng định tuyến. Đây là lý do làm mạng và các thiết bị IPTVCD khác bị tràn ngập khi tất cả các kênh được gửi tới tất cả mọi người.

3.3. IP Multicast : Trong phạm vi triển khai IPTV, mỗi nhóm multicast được truyền broadcast các kênh truyền hình và thành viên của nhóm tương đương với các thiết bị IPTVCD. Vì thế, mỗi kênh IPTV chỉ được đưa tới IP STP muốn xem kênh đó. Đây là cách hạn chế được lượng tiêu thụ băng thông tương đối thấp và giảm gánh nặng xử lý trên server.

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. 

 So sánh các phương thức phân phối IPTV IP Unicast: Như đã đã trình bày ở trên, do các nhược điểm lãng phí băng thông, khó mở rộng dịch vụ khi con số khách hàng tăng lên, nhất là trong các dịch vụ bị giới hạn về thời gian (như truyền hình online), nên IP Unicast không thật sự thích hợp cho dịch vụ truyền hình trên môi trường mạng.  IP Multicast: So IP Unicast, truyền thông IP Multicast cho phép phân phối dữ liệu từ một điểm đến nhiều điểm với hiệu quả băng thông cao hơn rất nhiều, nhưng vẫn tồn tại một số vấn đề như:  Các bộ định tuyến trung gian (Router) cần phải có khả năng multicast.  Yêu cầu cao về tính năng thiết bị và năng lực quản trị mạng.  Vấn đề độ tin cậy và khả năng kiểm soát lỗi truyền dữ liệu.  Các yêu cầu liên quan đến các máy thu: Cần có Card mạng và phần mềm hỗ trợ IP Multicast…. Nhìn chung, đối với các dịch vụ truyền hình trực tuyến trên môi trường mạng có nhu cầu mở rộng không lớn lắm, IP Multicast vẫn là phương thức truyền thông phổ biến hiện nay. IP broadcast: Trong thực tế kỹ thuật truyền thông tin này không hỗ trợ việc định tuyến vì thế mà broadcast không phù hợp cho các ứng dụng IPTV.

4. CÁC CÔNG NGHỆ CHO IPTV

4.1. Vấn đề sử lý nội dung : Các hệ thống xử lý nội dung tiếp nhận các tín hiệu video thời gian thực từ rất nhiều nguồn khác nhau, hình thức của chúng là một định dạng thích hợp để STB có thể giải mã và hiển thị trên màn hình. Tiến trình này bao gồm các chức năng sau:

Nén: Các nguồn video tương tự, quá trình nén số được thực thi trên mỗi tín hiệu video trước khi nó được phát lên hệ thống IPTV. Tốc độ cao nhất của dữ liệu video và độ dài của gói tin được thực hiện sao cho phù hợp với tất cả các nguồn video đầu vào, và để đơn giản hóa công việc truyền dẫn và các chức năng ghép kênh. 

 Chuyển mã: Các luồng video tương tự đã được định dạng số, đôi khi nó cần được chuyển đổi sang thuộc tính MPEG hoặc cấp độ luồng tới thích hợp với các bộ STB. Chuyển mã nội dung định dạng HD cung cấp các chuẩn để chuyển mã gốc là MPEG-2 thành H.264 để có được băng thông  thấp hơn cho các mạng DSL. 

 Chuyển đổi tốc độ: Bản chất của việc chuyển đổi tốc độ là tiến trình chuyển đổi tốc độ bit của luồng video số tới. Ví dụ như luồng chuẩn SD là 4,5 Mbps có thể cần phải giảm xuống 2,5 Mbps để sử dụng trong hệ thống IPTV.  Nhận dạng chương trình: Mỗi luồng video cần được ghi một nhãn duy nhất trong hệ thống IPTV, do đó các thiết bị ghép kênh và các bộ STB có thể xác định chính xác các luồng video. Mỗi chương trình audio hay video bên trong mỗi luồng truyền dẫn MPEG phải được xử lý để đảm bảo không có sự trùng lẫn chương trình.  Việc xử lý nội dung có thể được thực thi trên một luồng video trực tiếp hoặc đã đƣợc lưu trữ bên trong video server. 

4.2. VoD và Video server  VoD (video on demand) : Truyền hình theo yêu cầu là cách thức người xem các chương trình truyền hình theo sự lựa chọn của khách hàng.Cấu trúc của hệ thống VoD sử dụng công nghệ video-over-IP

 Đầu tiên, nội dung phải được xử lý cho việc lưu trữ và phân phối bằng quá trình nén và mật mã tại trạm tiền xử lý nội dung. Một VoD server lưu trữ nội dung và tạo luồng gửi tới thuê bao. Mỗi thuê bao sẽ có một bộ STB để nhận và giải mã nội dung, sau đó đưa lên màn hình hiển thị. Bộ STB cũng cung cấp cho thuê bao một danh sách các dịch vụ từ thành phần quản lý thuê bao và hệ thống truy cập có điều kiện. Đây là một hệ thống con nhận các lệnh từ thuê bao, gửi những lệnh thích hợp tới VoD server và phân phối các key giải mã cho các bộ STB. 

Các video server là yếu tố cần thiết cho mọi hệ thống VoD, do chúng tạo ra các luồng video trong thực tế và gửi chúng tới mỗi thuê bao. Các server có dung lượng bộ nhớ lớn nhỏ khác nhau tùy thuộc vào các ứng dụng khác nhau. Trong phần này chỉ để cập đến một số khía cạnh của các server và cách thức chúng được sử dụng cho việc phân phối nội dung.Dung lượng lưu trữ nội dung được hỗ trợ trên một server có thể lớn hoặc nhỏ.  Các nhà cung cấp sử dụng hai phương thức để phân phối server trong mạng của họ,

 Đầu tiên là phương thức tập trung hóa, các server lớn,dung lượng cao được xây dựng tại những vị trí trung tâm, chúng phân phối nội dung cho thuê bao thông qua các liên kết tốc độ cao kết nối tới mỗi nhà cung cấp dịch vụ nội hạt. Phương thức thứ hai là phân phối hóa server, ở đó các server nhỏ hơn được đặt tại các vị trí gần thuê bao và server chỉ cung cấp cho các thuê bao trong vùng đó.Trung tâm Library server sẽ download các bản copy nội dung cung cấp cho các Hub server phân phối có yêu cầu. Trong phương thức tập trung hóa thì giảm được số lượng server cần phải xây dựng, giảm giá thành trong việc truyền dẫn và lưu trữ nội dung tại các vị trí khác nhau. Còn trong phương thức phân phối hóa thì giảm được số lượng băng thông cần thiết giữa các vị trí. Cả hai phương thức đều được sử dụng trong thực tế, dung lượng của VoD server phụ thuộc vào cấu trúc.

4.3. Các hệ thống hỗ trợ hoạt động : Việc phân phối các dịch vụ video tới khách hàng yêu cầu nhiều thiết bị phần cứng có độ tin cậy cao. Một phần mềm lớn cũng được yêu cầu để quản lý số lượng công việc khổng lồ đó, từ việc thông báo cho khách hàng về các chương trình trên các kênh broadcast khác nhau cho tới dữ liệu cần thiết cho việc lập hóa đơn các dịch vụ mà khách hàng đã đăng ký. Tập trung lại, các hệ thống phần mềm này gọi là hệ thống hỗ trợ hoạt động OSS (Operations Support Systems) và nó có thể bao gồm nhiều dạng khác nhau. Một số chức năng được cung cấp bởi các hệ thống IPTV OSS như sau:

 Hướng dẫn chương trình điện tử EPG (Electronic Program Guide) cung cấp cho người xem lịch phát kênh broadcast và tên các chương trình VoD sẵn có. Hướng dẫn này có thể bao gồm cả các kênh broadcast thông qua việc lựa chọn chương trình hoặc hướng dẫn chương trình tương tác cho phép user lên lịch các kênh được phát trong tương lai. Một số các nhà khai thác dịch vụ IPTV sử dụng các công ty bên ngoài để cung cấp dữ liệu hướng dẫn chương trình. 

 Hệ thống phân quyền được yêu cầu khi các thuê bao đăng ký xem nội dung thông qua hệ thống IPTV. Hệ thống này cần có khả năng kiểm tra thông tin tài khoản của khách hàng, đó là căn cứ để hệ thống phân quyền có thể đáp ứng các yêu cầu của thuê bao hay không. Hệ thống này cần kết nối với hệ thống lập hoá đơn thuê bao. 

Truy cập nội dung trực tuyến (e-mail, web) được cung cấp bởi một số hệ thống IPTV, cho phép user có thể xem nội dung trên máy tính tương tự như xem trên Tivi nhưng không cần bộ giải mã IP STB. 

 Hệ thống lập hoá đơn và quản lý thuê bao sẽ bảo quản dữ liệu chính về mỗi thuê bao, bao gồm hợp đồng, các chi tiết hoá đơn, các trạng thái tài khoản, và các thông số nhận dạng thiết bị.  Các hệ thống OSS có thể là thành phần đầu tư chính của các nhà cung cấp dịch vụ IPTV về cả thời gian lẫn tiền bạc. Bởi vì nó đảm bảo các phần mềm cần thiết được mua từ nhiều nhà cung cấp khác nhau sẽ thực thi đầy đủ các chức năng đã được lựa chọn bởi nhà cung cấp. Việc tích hợp các hệ thống này có thể mất nhiều tháng, và nhiều công việc cần đƣợc hoàn thành trƣớc khi cung cấp dịch vụ cho số lượng lớn thuê bao. Hơn nữa, các chi phí trên là yếu tố để cố định giá dù dịch vụ thu hút được 1000 0hay 100000 thuê bao. Cũng như vậy, chi phí lắp đặt các hệ thống OSS cần được xem xét cẩn thận trong kế hoạch kinh doanh của các nhà cung cấp dịch vụ, việc tính toán chi phí lắp đặt OSS nằm trong giai đoạn đầu tiên của kế hoạch triển khai, các chi phí này có thể vượt trội giá thành của phần cứng hệ thống cho số lượng thuê bao thấp hơn. Hơn nữa, giá thành để bảo dưỡng cơ sở dữ liệu sẽ không được xem xét khi triển khai mô hình kinh doanh cho một hệ thống IPTV.

5. CÁC DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG CỦA IPTV 

Một trong những mặt hấp dẫn nhất của IPTV, xem xét từ khía cạnh công ty điện thoại là nó cho phép các nhà cung cấp dịch vụ một số các ứng dụng với cơ sở công nghệ và mức đầu tư tương ứng. Hơn nửa IPTV có thể kết hợp với một mạng IP băng rộng mới hoặc có sẵn được sử dụng để cung cấp các dịch vụ số liệu. Rất nhiều các ứng dụng này có thể được cung cấp ở mức giá thấp hơn so với giá cung cấp nội dung truyền hình thưo7ng mại chính thống cho phép các nhà cung cấp có sức cạnh tranh hơn.  Nhưng trong phần này chỉ trình bày một số dịch vụ đã đƣợc triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ IPTV tại Việt Nam. Đó là truyền hình quảng bá kỹ thuật số, dịch vụ VoD và quảng cáo có địa chỉ.

5.1. Truyền hình quảng bá kỹ thuật số: Khách hàng sẽ nhận được truyền hình số thông thường bằng IPTV. Truyền hình quảng bá số được phân phối tới thuê bao thông qua truyền hình cáp đã được nâng cấp hoặc hệ thống vệ tinh. Sự khởi đầu của các công nghệ DSL tốc độ cao hơn như ADSL2 và ADSL2+ đã mang đến một khám phá lớn trong lĩnh vực này. Với các công nghệ tốc độ cao này cho phép IPTV có thêm độ tin cậy và tính cạnh tranh với các dịch vụ truyền hình thu phí khác.  IPTV có đầy đủ khả năng để đưa ra các dịch vụ chất lượng cao khác nhau và nhiều dịch vụ hơn so với các nhà cung cấp truyền hình thu phí cáp và vệ tinh trong quá khứ. Một lợi ích khác của IPTV là nó có nhiều nội dung và số kênh lớn hơn để lựa chọn, tùy thuộc vào sở thích của khách hàng. Đặc biệt khách hàng có thể tự chọn lựa nguồn nội dung đa dạng này.  Chức năng của truyền hình quảng bá thông thường, truyền hình cáp và vệ tinh là cung cấp tất cả các kênh đồng thời tới nhà thuê bao. Tuy nhiên, IPTV chỉ phân phối các kênh mà khách hàng muốn xem và nó có khả năng cung cấp không giới hạn số kênh này. Khách hàng sẽ tự do điều khiển những gì họ muốn xem và xem vào bất cứ lúc nào họ muốn. Đây là đặc tính vốn có và có thể xảy ra của IPTV vì nó có sự kết hợp của khả năng tƣơng tác hai chiều trên nền mạng IP.

5.2. Video theo yêu cầu:VoD là dịch vụ cung cấp các chương trình truyền hình dựa trên các yêu cầu của thuê bao. Các dịch vụ truyền hình được phát đi từ các bộ lưu trữ phim truyện, chương trình giáo dục hay tin tức thời sự thời gian thực. Ứng dụng VoD cung cấp cho từng thuê bao riêng lẻ để chọn nội dung video và họ xem nó vào lúc thích hợp nhất.  Khi hạ tầng mạng IPTV đầu tiên được thiết kế thì các ứng dụng và các dịch vụ tạo lợi nhuận như điện thoại video, hội thoại truyền hình, đào tạo từ xa và camera giám sát an ninh tại nhà đều có thể cung cấp cho khách hàng. Có thêm một số dịch vụ và đặc tính tiên tiến hơn so với hệ thống truyền hình quảng bá truyền thống.

5.3. Quảng cáo có địa chỉ  : Thông tin tin nhắn đặc biệt hoặc nội dung đa phương tiện giữa thiết bị và khách hàng dựa trên địa chỉ của họ gọi là quảng cáo có địa chỉ. Địa chỉ được công bố của khách hàng có thể biết được thông qua việc xem xét kỹ profile của người xem. Nó được thực hiện bởi lệnh để xác định dù tin nhắn quảng cáo phù hợp hoặc không phù hợp với người nhận. Vì thế, quảng cáo có địa chỉ cho phép tính toán nhanh chóng và chính xác hiệu quả của chiến dịch quảng cáo.  Sự hợp tác của người xem là diện mạo của quảng cáo có địa chỉ. Ngay khi truyền hình IP đƣợc bắt đầu, các hệ thống truyền hình IP có thể hỏi hoặc nhắc nhở người xem khai báo tên của họ từ danh sách đã đăng ký. Đổi lại, ngƣời xem sẽ muốn chọn tên chương trình của họ. Tại đây, tên chương trình đã có một profile và các tin nhắn quảng cáo có thể được lựa chọn, cách xem tốt nhất là kết nối tới profile của người xem. Bởi vì, các đặc tính tiên tiến đã được đưa ra của truyền hình IP ví dụ như các cuộc gọi tới, e-mail và hướng dẫn chương trình đều nhớ các kênh ưu thích, người xem có thể thực sự xem chúng.  Thu nhập được tạo ra bằng cách gửi các tin nhắn có địa chi tới người xem, với các profile đặc biệt có thể lớn gấp 100 đến 10000 lần thu nhập từ quảng cáo quảng bá thông thường. Khả năng gửi các quảng cáo thương mại tới một số người xem đặc biệt cho phép các nhà quảng cáo cố định được quỹ đầu tư chính xác cho quảng cáo có địa chỉ. Nó cũng cho phép các nhà quảng cáo thử nghiệm một số quảng cáo thương mại khác trong cùng một vùng tại cùng một thời điểm. 

CHƯƠNG II

CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV

 Hiện nay IPTV được nhìn nhận như là con đường tốt nhất để phân phối các dịch vụ truyền hình kỹ thuật số cho khách hàng. Bản chất của IPTV là một mạng phân phối tốc độ cao được làm nền móng để phân phối nội dung. Mục đích của mạng này là truyền tải dữ liệu giữa thiết bị khách hàng IPTVCD và trung tâm dữ liệu của các nhà cung cấp dịch vụ. Nó cần làm việc này mà không ảnh hưởng tới chất lượng của luồng video được phân phối tới thuê bao IPTV, nó cũng quyết định cấu trúc mạng và độ phức tạp được yêu cầu để hỗ trợ các dịch vụ IPTV. Cấu trúc một mạng IPTV gồm có hai phần là mạng truy cập băng rộng và mạng tập trung. Các loại mạng mở rộng khác bao gồm các hệ thống cáp, điện thoại cáp đồng, mạng không dây và vệ tinh có thể được sử dụng để phân phối các dịch vụ mạng IPTV tiên tiến.

  1. CÁC LOẠI MẠNG TRUY CẬP BĂNG RỘNG 

Các nhà cung cấp khác nhau lựa chọn các hệ thống phân phối tùy thuộc vào điều kiện tài nguyên mạng và nhu cầu thực tế. Có bốn loại mạng truy cập (có dây dẫn) băng rộng khác nhau có khả năng cung cấp đủ các yêu cầu về băng thông của dịch vụ IPTV là:   Mạng truy cập cáp quang, Mạng DSL, Mạng cáp truyền hình ,Mạng Internet

1.1. IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG TRUY CẬP CÁP QUANG

 Đối với IPTV thì yêu cầu về băng thông lớn nhưng chi phí hoạt động phải thấp và tránh được các sự nhiễu. Do đó, người ta quan tâm tới việc sử dụng mạng cáp quang đang có sẵn để triển khai các dịch vụ IPTV. Các liên kết cáp quang cung cấp cho khách hàng đầu cuối một kết nối chuyên dụng tốt nhất để thuận tiện cho việc tiếp nhận nội dung IPTV. Các công nghệ về sản xuất sợi quang gần đây cho khả năng băng thông lớn hơn, từ đó có thể  thực thi một trong các cấu trúc mạng sau: 

Cáp quang tới khu vực văn phòng (FTTRO - Fiber to the regional office): Sợi quang từ trung tâm dữ liệu IPTV tới khu vực văn phòng một cách gần nhất được lắp đặt bởi các công ty viễn thông hoặc công ty cáp. Sau đó sợi cáp đồng sẽ được sử dụng để truyền tín hiệu tới người dùng đầu cuối IPTV trong khu vực văn phòng đó. 

 Cáp quang tới vùng lân cận (FTTN - Fiber to the neighborhood): Như ta đã biết sợi quang được tập trung tại các node, FTTN đòi hỏi thiết lập sợi quang từ trung tâm dữ liệu IPTV tới bộ chia “vùng lân cận”. Đây là vị trí node có khoảng cách nhỏ hơn 1,5Km tính từ nhà thuê bao. Việc triển khai FTTN cho phép người dùng nhận một gói các dịch vụ trả tiền bao gồm truyền hình IPTV, truyền hình chất lượng cao và video theo yêu cầu. 

Cáp quang tới lề đường (FTTC - Fiber to the curd ): Sợi quang được lắp đặt từ trung tâm dữ liệu IPTV tới các ODF cáp được đặt tại lề đường. Từ đó một sợi dây cáp đồng hoặc cáp đồng trục được sử dụng để nối từ đầu cuối cáp quang trong tủ cáp tới vị trí thiết bị IPTV của nhà thuê bao. 

Cáp quang tới nhà khách hàng (FTTH - Fiber to the home): Với sợi quang tới nhà khách hàng, toàn bộ các định tuyến từ trung tâm dữ liệu IPTV tới nhà khách hàng đều được kết nối bởi sợi quang này. FTTH dựa trên mạng quang có khả năng phân phối dung lượng dữ liệu cao tới người sử dụng trong hệ thống. FTTH là hệ thống thông tin song kênh và hỗ trợ tính năng tương tác của các dịch vụ IPTV.  Việc phân phối những cấu trúc mạng này thường được triển khai bằng hai loại mạng khác nhau một chút đó là mạng quang thụ động và mạng quang tích cực. 

1.2. Mạng quang thụ động 

Mạng quang thụ động PON (Passive Optical Network) là công nghệ mạng kết nối điểm - đa điểm. Mạng sử dụng các bƣớc sóng khác nhau để truyền dữ liệu từ trung tâm dữ liệu IPTV tới các điểm đích mà không có các thành phần điện. Mạng quang thụ động đƣợc xây dựng dựa trên các mạng FTTx theo các tiêu chuẩn quốc tế G.983 của ITU là tiêu chuẩn đang đƣợc sử dụng hiện nay. 

Cáp quang: Với truyền dẫn bằng cáp quang thì can nhiễu thấp và băng thông cao. Theo tiêu chuẩn G.983 cho phép mạng PON truyền các tín hiệu ánh sáng được số hóa với khoảng cách tối đa là 40Km mà không sử dụng bộ khuếch đại.  

Bộ chia quang: Bộ chia quang được sử dụng để chia tín hiệu tới thành những tín hiệu đơn lẻ mà không thay đổi trạng thái của tín hiệu, không biến đổi quang - điện hoặc điện - quang. Bộ chia quang cũng được sử dụng để kết hợp nhiều tín hiệu quang thành một tín hiệu quang đơn. Bộ chia quang cho phép 92 hộ gia đình chia sẻ băng thông của mạng FFTx. Cáp quang và bộ chia quang là các thiết bị thụ động, việc sử dụng các thiết bị thụ động để truyền dẫn các bước sóng qua mạng mà không cần cung cấp nguồn từ xa để giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng.  Mạng PON theo tiêu chuẩn G.983 bao gồm một kết cuối đường quang OLT (Optical Line Termination) được đặt tại trung tâm dữ liệu IPTV và một số các kết cuối mạng quang ONT (Optical Network Termination) được lắp đặt tại thiết bị đầu cuối người dùng.  Mục đích chính của ONT là cung cấp cho các thuê bao IPTV một giao diện với mạng PON. Nó nhận luồng tín hiệu dạng ánh sáng, giám sát địa chỉ được gán trong các gói tin và chuyển đổi thành tín các tín hiệu điện và chuyển đổi dữ liệu thành tín hiệu quang để truyền trên mạng PON. Kết cuối đường quang OLT bao gồm cáp quang và các bộ chia quang để định tuyến lưu lượng mạng tới các kết cuối mạng quang ONT.

Mạng PON trên hình 2.1 cũng mô tả 3 loại bước sóng truyền dẫn khác nhau. Bước sóng đầu tiên được sử dụng để mang lưu lượng Internet tốc độ cao. Bước sóng thứ hai được chỉ định mang các dịch vụ IPTV và bước sóng thứ ba có thể được sử dụng để mang lưu lượng tương tác từ nhà thuê bao trở lại nhà cung cấp dịch vụ. Trên hình 2.1 cũng mô tả thiết bị ghép kênh theo bước sóng WDM, WDM được lắp đặt tại trung tâm dữ liệu IPTV và bên trong kết cuối OLT cho phép mạng PON hỗ trợ truyền dẫn nhiều kênh song song hoặc nhiều bước sóng trên một sợi quang. Như vậy, sẽ tạo một số kênh quang ảo trên một sợi quang đơn. Trong WDM, dung lượng của mạng được tăng lên bằng việc gán bước sóng bắt đầu từ nguồn quang đến các bước sóng riêng biệt. Có 3 công nghệ mạng PON là :  BPON, EPON và GPON hỗ trợ cả truyền hình vô tuyến truyền thống và IPTV.

1.3.BPON  BPON (Broadband Passive Optical Network)

 Mạng thụ động băng rộng. BPON sử dụng chuyển mạch mode truyền dẫn bất đồng bộ ATM (Asynchronnuos Transfer Mode) như là giao thức vận chuyển. Các mạng dựa trên nền ATM hầu hết đều phân phối các ứng dụng dữ liệu, thoại và video ở tốc độ cao. Chuyển mạch ATM chia tất cả thông tin truyền đi thành các block nhỏ gọi là các cell, vì thế nó là công nghệ có tốc độ rất cao. Các cell được cố định kích thước, mỗi cell có 5 byte header và trường thông tin chứa 48 byte dữ liệu. Trường thông tin của cell ATM mang nội dung IPTV, ngược lại header chứa thông tin thích hợp để thực hiện chức năng là giao thức ATM.   ATM đã được phân loại như là giao thức định hướng kết nối, các kết nối giữa đầu thu và đầu phát đã được thiết lập trước để truyền dữ liệu video IP trên mạng. Khả năng giữ trước băng thông để cho các ứng dụng nhạy với độ trễ là một đặc tính khác của mạng ATM. Đây là đặc tính thường được sử dụng để phân phối các dịch vụ IPTV. Việc phân phối các kênh riêng biệt cho các dịch vụ khác nhau giúp loại bỏ được can nhiễu. 

1.4. EPON Mạng thụ động EPON(Ethernet PON) :

 Là mạng PON sử dụng Ethernet làm cơ chế truyền dẫn. Các tốc độ hỗ trợ phụ thuộc vào khoảng cách giữa OLT và ONT. Lưu ý rằng các mạng EPON chỉ hỗ trợ lưu lượng mạng Ethernet. 

1.5. GPON Mạng quang thụ động GPON (Gigabit PON) :

Là hệ thống truy cập dựa trên tiêu chuẩn G.984 của ITU-T. GPON về cơ bản là nâng cấp cho BPON, GPON hỗ trợ cho các tốc độ truyền dẫn hướng xuống cao hơn, cụ thể là 2,5 Gbits hướng xuống và 1,5 Gbits hướng lên, đây là các tốc độ đạt được cho khoảng cách lên tới 20 km. Ngoài ra GPON còn hỗ trợ các giao thức như Ethernet, ATM và SONET, và các đặc tính bảo an được cải tiến.

1.6. Mạng quang tích cực

            Mạng quang tích cực AON (Active optical network) sử dụng các thành phần điện giữa trung tâm dữ liệu IPTV và đầu cuối người dùng. Trong thực tế, cấu trúc mạng AON sử dụng các chuyển mạch Ethernet đặt tại vị trí giữa trung tâm dữ liệu IPTV và điểm kết cuối của mạng cáp quang.

 2. IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG ADSL 

Băng thông là một vấn đề quan trọng trong việc phân phối các dịch vụ IPTV thế hệ mới. Một số mạng băng rộng dựa trên DSL hiện có được kế thừa từ các chuẩn DSL. Chú ý rằng DSL là công nghệ cho phép các nhà cung cấp viễn thông phân phối các dịch vụ băng thông lớn trên sợi dây cáp đồng đang dùng chỉ để truyền thoại. Nó làm biến đổi hạ tầng mạng cáp điện thoại đang tồn tại giữa tổng đài nội hạt và điện thoại nhà khách hàng thành đường dây số tốc độ cao. Trong một số trường hợp nó không thể gửi tín hiểu truyền hình chất lượng chuẩn trên mạng truy cập DSL. Việc tăng quá trình thực thi được yêu cầu cho IPTV có thể đạt được bằng cách triển khai các công nghệ DSL như ADSL, ADSL2+ và VDSL.

 2.1. ADSL

 Đƣờng dây thuê bao kỹ thuật số bất đối xứng ADSL là kỹ thuật trong họ xDSL được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay trên các mạng viễn thông thế giới. ADSL là công nghệ kết nối điểm - điểm, nó cho phép các nhà cung cấp viễn thông phân phối các dịch vụ băng thông rộng trên đường dây cáp đồng điện thoại đang tồn tại.

Bằng việc sử dụng các kỹ thuật đặc trưng, ADSL cho phép tốc độ downstream là 8 Mbps và tốc độ upstream là 1,5 Mbps. Bởi vậy, một kết nối ADSL chỉ đủ cho đồng thời hai kênh truyền hình quảng bá theo chuẩn MPEG-2 và một kết nối Internet tốc độ cao. Điểm trở ngại chính của ADSL là phụ thuộc vào khoảng cách tính từ trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp tới nhà khách hàng. Dịch vụ ADSL giới hạn khoảng cách trên là 18.000 hay 5,5 Km. Các thiết bị ADSL cung cấp một kết nối kỹ thuật số trên mạng PSTN, tuy nhiên tín hiệu truyền là tín hiệu tương tự. Các mạch ADSL phải sử dụng tín hiệu tương tự vì mạng mạch vòng nội hạt (local loop) không có khả năng truyền các tín hiệu mã hóa dạng số.

Modem ADSL: Tại nhà thuê bao có một bộ thu phát ADSL hoặc modem. Modem thường kết nối bằng cổng USB hoặc giao tiếp Ethernet từ  mạng gia đình hoặc PC tới đường line DSL. Đa số modem hiện này đều được tích hợp chức năng định tuyến để hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu và truy cập Internet tốc độ cao.

Bộ lọc POTS: Người dùng được kết nối với Internet bằng kết nối băng thông rộng ADSL sẽ sử dụng một thiết bị gọi là bộ lọc để lọc tín hiệu dữ liệu từ các tín hiệu thoại. Bộ lọc sẽ lọc tín hiệu tới thành tín hiệu tần số thấp đưa tới điện thoại và tần số cao đưa tới mạng gia đình.

DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer: Bộ ghép kênh truy cập đường dây thuê bao số. Tại mỗi tổng đài khu vực (Regional Office) của nhà cung cấp dịch vụ IPTV, DSLAM nhận các kết nối của thuê bao trên đường  dây cáp đồng, tập hợp chúng lại và kết nối trở lại trung tâm dữ liệu IPTV bằng cáp quang tốc độ cao dựa trên mạng đường trục. DSLAM chịu trách nhiệm trong việc phân phối nội dung IPTV từ tổng đài khu vực tới các thuê bao IPTV. DSLAM có hai loại là DSLAM lớp 2 và DSLAM nhận biết IP. 

DSLAM lớp 2: Hoạt động tại lớp 2 trong mô hình OSI và thực hiện các chức năng như chuyển mạch lưu lượng giữa Ethernet và ATM, chuyển tiếp các lưu lượng mạng ngược dòng (up-stream) và ngăn ngừa can nhiễu giữa các thêu bao IPTV.

 DSLAM nhận biết IP: Hỗ trợ các giao thức IP hoạt động tại lớp 3 trong mô hình OSI. Các chức năng tiên tiến được tích hợp trong các DSLAM nhận biết IP là tái tạo các kênh truyền hình quảng bá và kênh thực hiện theo lệnh.

Tốc độ dữ liệu: Tốc độ tối đa của ADSL là 8 Mbps chỉ hỗ trợ sử dụng tốt cho hai kênh truyền hình chất lượng cao và một số lưu lượng Internet, tuy nhiên, nó sẽ không thể đáp ứng được cho các nhà cung cấp IPTV khi phân phối các chương trình lớn tới thuê bao của họ.

Tính tương tác: Vì công nghệ ADSL tốc độ download thấp hơn tốc độ upload, do vậy nó sẽ hạn chế trong việc cung cấp các dịch vụ ngang hàng (peer-to-peer) yêu cầu băng thông download và upload bằng nhau. 

2.3. ADSL2

            Các chuẩn của họ ADSL2 được đưa ra để đáp ứng các yêu cầu về băng thông, hỗ trợ cho các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn như IPTV. Có 3 loại khác nhau:

 ADSL2: ADSL2 bao gồm một số cải tiến so với chuẩn ADSL gốc là đặt tên khác, các tốc độ download cao hơn và khoảng cách từ tổng đài trung tâm tới modem của thuê bao xa hơn.    
          ADSL2+: ADSL2+ được xây dựng trên ADSL2 và cho phép các nhà cung cấp dịch vụ mạng đưa ra các tốc độ lên tới 20 Mbps và hoạt động tốt trong khoảng 1,5 Km tính từ tổng đài trung tâm tới modem nhà thuê bao.  

 ADSL(Reach): Được gọi là ADSL mở rộng hay viết tắt là RE-ADSL2 (ADSL- Reach). RE-ADSL2 cho phép các nhà cung cấp dịch vụ IPTV tăng khoảng cách lên tới 9 Km tính từ tổng đài trung tâm gần nhất tới nhà thuê bao. Nó là công nghệ tốt nhất thực thi được trong giới hạn về khoảng cách và tốc độ trên các sợi cáp đồng. 

2.4. VDSL

            Đường dây thuê bao số tốc độ cao VDSL (Very high speed Digital Subscriber Line) dựa trên những nguyên lý cơ bản như công nghệ ADSL2+. Nó là công nghệ DSL mới nhất và phức tạp nhất tại thời điểm này, và nó đã được phát triển để khắc phục các khuyết điểm của các phiên bản công nghệ truy cập ADSL trước đây. Nó loại trừ được hiện tượng “thắt cổ trai” và hỗ trợ khả năng tốc độ rất lớn cho phép các nhà cung cấp dịch vụ đủ điều kiện để đưa ra cho các thuê bao IPTV rất nhiều dịch vụ để lựa chọn bao gồm cả VoD và truyền hình quảng bá định dạng HD. VDSL cũng được thiết kế để hỗ trợ các truyền dẫn của chuyển mạch ATM và lưu lượng IP trên cáp đồng. Một số thành viên trong họ gia đìnhVDSL như sau:  

VDSL1: Nó hoạt động tại tốc độ giới hạn cao hơn 55 Mbps cho kênh hướng xuống và 15 Mbps cho hướng lên. Tuy nhiên nó chỉ hoạt động được trong khoảng cách ngắn.

 VDSL2: Là một cải tiến từ VDSL1  và được định nghĩa trong kiến nghị G.993.2 của ITU-T. Nó có thể được chia nhỏ thành VDSL2 (Long Reach) và VDSL2 (Short Reach).

VDSL2 (Long Reach): VDSL với các cải tiến về khoảng cách có thể cung cấp cho các thuê bao IPTV tốc độ truy cập băng rộng là 30 Mbps cách tổng đài trung tâm từ 1,2 - 1,5 km.   VDSL2 (Short Reach): Chuẩn VDSL2 sử dụng kỹ thuật ghép kênh cho phép nó hoạt động ở tốc độ cao gấp 12 lần so với chuẩn ADSL, tốc độ đó là 100 Mbps cho kênh hướng xuống trong khoảng cách 350 m. Mặc dù tốc độ kênh hướng lên không đạt được 100 Mbps, nhưng các tốc độ đó đã vượt trội hơn so với các tốc độ kênh hướng lên của ADSL2+.  Các đặc tính mới của VDSL2 như cải thiện chất lượng dịch vụ QoS và cải tiến kỹ thuật mã hóa tất cả đều thích hợp để phân phối các ứng dụng triple-play. Có hai phương thức chính được các nhà cung cấp dịch vụ IPTV sử dụng để tích hợp VDSL2 vào hạ tầng mạng đang có của họ. Phương thức thứ nhất là thêm các thiết bị VDSL2 mới tại các tổng đài khu vực và cho phép DSLAM chạy song song với hệ thống DSLAM ADSL đang có.

Phương thức thứ hai là đặt thiết bị VDSL2 gần thuê bao IPTV.

                                                        Bảng 2.2 So sánh các công nghệ DSL

3. IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP

3.1. Tổng quan về kỹ thuật HFC  Mạng HFC (hybrid fiber/coax)

             Là mạng kết hợp cáp quang và cáp đồng trục, sử dụng đồng thời cáp quang với cáp đồng trục để truyền và phân phối tín hiệu. Việc truyền tín hiệu từ trung tâm đến các node quang là cáp quang, còn từ các node quang đến thuê bao là cáp đồng trục. Các mạng xây dựng dựa trên kỹ thuật HFC có một số đặc tính thuận lợi chuyển giao cho các dịch vụ thế hệ mới như sau:    

          Mạng HFC có khả năng truyền dẫn đồng thời cả tín hiệu số và tín hiệu tƣơng tự. Đây là đặc tính rất quan trọng cho các nhà khai thác mạng.    

         Mạng HFC có thể chung hòa giữa việc tăng dung lượng và các yêu cầu tin cậy của một hệ thống IPTV. Đặc điểm tăng được dung lượng của hệ thống HFC cho phép các nhà khai thác mạng triển khai thêm các dịch vụ mà không cần phải thay đổi toàn bộ cấu trúc mạng. Đặc tính vật lý của cáp đồng trục và cáp quang hỗ trợ mạng hoạt động ở tốc độ vài Gbps.

Node quang hoạt động nhƣ một giao tiếp, nó kết nối các tín hiệu upstream và downstream đi ngang qua mạng cáp quang và cáp đồng trục. Phần mạng cáp đồng trục của mạng HFC sử dụng topology cây-phân nhánh, các thuê bao truyền hình kết nối tới mạng HFC theo một thiết bị đặc biệt gọi là bộ chia cáp Tap. Tín hiệu truyền hình số đƣợc phát từ trung tâm dữ liệu tới các node quang. Node quang phân phối tín hiệu thông qua cáp đồng trục, bộ khếch đại và bộ chia cáp Tap tới khách hàng.

3.2. IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp 

         Do sự cạnh tranh về thị trường kinh doanh truyền hình thu phí từ các nhà cung cấp viễn thông và những hiệu quả lớn về băng thông khi sử dụng kỹ thuật phân phối IP, dẫn tới các nhà khai thác mạng truyền hình cáp phải hướng tới sử dụng mô hình mạng IP để phân phối nội dung tới người dùng.  Việc chuyển một mạng dựa trên tần số vô tuyến RF(Radio Frequency) sang mạng chuyển mạch video số SDV (Switched Digital Video) trên nền IP, dù bằng cách nào thì vẫn cần phải lắp đặt một số thiết bị mới từ các router tới bộ giải mã IP STB (Set-top box) và các switch tốc độ cao. Một số ưu thế của việc triển khai sang mạng chuyển mạch SDV:   Một số lượng lớn băng thông của mạng sẽ được dự trữ bởi vì nhà khai thác chỉ nhận được yêu cầu phát một kênh truyền hình đơn lẻ tới bộ giải mã STB. Băng thông dư thừa cho phép các nhà khai thác mạng cáp truyền hình có thể phân phối các dịch vụ và nội dung IPTV tới thuê bao của họ. 

Những nhà khai thác mạng cáp truyền hình có thể đo đạc và giám sát một cách chính xác nội dung đã xem của mỗi thuê bao. Đây là một đặc tính quan trọng cho các nhà khai thác muốn tạo thêm doach thu bằng quảng cáo. 

 IPTV cáp kết hợp IP và RF Hình 2.4 mô tả một cấu trúc mạng IPTV cáp được tạo thành từ sự kết hợp các thiết bị của công nghệ RF và công nghệ IP. Một số thiết bị phần cứng được mô tả trên hình 2.4 bao gồm:

Switch hay Router GigE: GiE (Gigabit Ethernet) nổi lên như là một giao thức vận chuyển được lựa chọn để kết nối các thành phần mạng IP. GigE thường được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi dung lượng cao, ví dụ như VoD. Router GigE tập hợp lưu lượng IPTV và cung cấp các kết nối tới mạng truy cập lõi.                                      

Mạng truyền dẫn quang: Mạng lõi cung cấp con đƣờng mạng giữa video server   trong trung tâm nội dung và các bộ điều chế tại các biên của mạng. Mạng lõi có thể là mạng quang đồng bộ SONET, mạng ATM và mạng ghép kênh phân chia theo mật độ bƣớc sóng DWDM.

Bộ điều chế biên: Các bộ điều chế đƣợc đặt tại các tổng đài khu vực nhận nội dung IPTV từ mạng lõi, chuyển đổi nội dung từ các gói IP sang RF và phân phối trên mạng HFC tới bộ giải mã STB. 

Trong mô hình trên tất cả nội dung đều được điều chế thành các sóng mang RF và được biên dịch thành RF băng rộng ngõ ra, thường nằm trong dải từ 70 cho tới 960 MHz. Một số hệ thống hoạt động với tần số lên tới 1 GHz, với các tần số cao thường được dành riêng cho các dịch vụ thoại và dữ liệu. Từ trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp, một đường trung kế lớn được sử dụng để phân phối tín hiệu băng rộng tới các Hub phân phối. Từ Hub phân phối, tín hiệu băng thông rộng được gửi tới mạng truyền dẫn quang, thông qua mạng HFC, các tín hiệu băng rộng được gửi tới các bộ STB trong nhà khách hàng.

4. IPTV PHÂN PHỐI TRÊN MẠNG INTERNET

          Lợi dụng tốc độ băng thông rộng kết hợp với các tiến bộ trong trong kỹ thuật nén dữ liệu và có nhiều chương trình để lựa chọn hơn cho phép khách hàng xem truyền hình quảng bá và nội dung video theo yêu cầu, đó là lý do tại sao số lượng khách hàng đã sử dụng Internet tăng lên. IPTV triển khai trên mạng Internet có thể là một trong các dạng ứng dụng sau

4.1. Các kênh truyền hình Internet streaming :

          Việc phân phối các kênh truyền hình trên Internet là một ứng dụng rộng rãi của IPTV, bao gồm nội dung video được streaming từ một server tới các thiết bị client có khả năng xử lý và hiện thị nội dung video. Các kênh truyền hình Internet được streaming cũng có thể đưa vào điện thoại di động hoặc bộ giải mã STB. Nội dung các kênh truyền hình Internet được streaming cũng có thể được phân phối theo thời gian thực và người xem có thể xem lại theo cách xem truyền thống. Quá trình kỹ thuật streaming kênh truyền hình Internet thường bắt đầu tại server streaming, tại đó nội dung video được đóng vào trong các gói IP, nén lại và phát qua mạng Internet tới máy client. Máy tính có các phần mềm, thường là một chương trình tìm duyệt (browser), giải nén nội dung video và phát ra video còn “sống”. Khoảng thời gian từ lúc chọn kênh truyền hình tới lúc xem được thường ngắn và phụ thuộc tốc độ kết nối có thể có giữa server và client. Mô hình cấu trúc mạng được sử dụng để phân phối kênh truyền hình trên Internet như trên hình 2.5.  Cấu trúc mạng các kênh truyền hình Internet Việc triển  khai tất cả các kênh  truyền hình  Internet sẽ yêu cầu một server streaming, server này sẽ hỗ trợ các chức năng sau:  Lưu trữ và khôi phục nội dung video nguồn. Điều khiển tốc độ các gói video IP được phân phối tới thiết bị của người xem. Thực hiện chuyển tiếp và chuyển ngược các lệnh yêu cầu từ người xem truyền hình Internet.  Một server streaming đơn làm việc tốt khi phân phối số lượng ít các kênh truyền hình tới một số thuê bao đƣợc giới hạn. Để hỗ trợ cho việc phân phối nhiều kênh tới hàng trăm hoặc hàng ngàn thuê bao IPTV, thì cần phải triển khai một số lượng lớn server streaming  trên các đường mạng khác nhau.  Công việc streaming nội dung video hầu hết đều cần phải bảo mật vì nội dung không được lưu trữ trên thiết bị truy cập của khách hàng. Vì thế, việc sao chép nội dung trái phép cần phải được ngăn chặn. Một lợi thế khác của IPTV là khả năng hoạt động hiệu quả trên các kết nối có băng thông thấp và ngƣời xem có khả năng bắt đầu xem nội dung tại mọi điểm trong luồng IPTV. 

4.2. Download Internet 

          Như tên gọi, IPTV cho phép khách hàng download và xem nội dung theo yêu cầu. Hầu hết các dịch vụ download Internet đều phải trả tiền hoặc trả theo dung lượng download, các dịch vụ bao gồm tin tức nội bộ và bản tin thời tiết, phim điện ảnh, phim nội bộ và âm nhạc, chỉ dẫn giải trí và các quảng cáo được phân loại. Một số vị trí cổng Internet trực tuyến gần đây bắt đầu tiến hành đưa ra các thư viện nội dung chương trình IPTV có thể download cho người sử dụng Internet. Trong hầu hết các trường hợp, mọi người đều sử dụng máy tính để xem các chương trình download, tuy nhiên, một số công ty bắt đầu cung cấp thiết bị giải mã STB cho những khách hàng không muốn xem trên máy tính. Một số đặc điểm của công nghệ IPTV end-to-end dựa trên các dịch vụ download Internet: 

        Các giao thức mạng: chuẩn giao thức truyền tập tin FTP và giao thức truyền siêu văn bản HTTP thường được sử dụng để truyền nội dung IPTV từ server tới client. Việc sử dụng các giao thức trên để giảm thiểu khả năng nội dung IPTV bị ngăn chặn bởi firewall.

       Công nghệ server: chuẩn phần mềm Web server thường được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu về nội dung video.  o Tốc độ mạng: thời gian để download một bộ phim trên Internet phụ thuộc vào tốc độ của kết nối băng rộng và chất lượng nội dung video. Các bộ phim điện ảnh định dạng SD và các chương trình download tương đối nhanh so với nội dung video dạng HD.

      Các nhu cầu về lưu trữ: cả server và client đều yêu cầu khả năng lưu trữ tiên tiến để hỗ trợ xử lý các tập tin IPTV lớn. Một số ứng dụng của download Internet cho phép các thuê bao IPTV ghi lại một bản copy nội dung video đã được download vào đĩa DVD và xem bằng đầu DVD. 

4.3. Chia sẻ video ngang hàng:

          Ứng dụng chia sẻ video ngang hàng (peer-to-peer) cho phép nhiều user xem, chia sẻ và tạo nội dung video trực truyến. Việc sử dụng ứng dụng chia sẻ video peer-to-peer không phức tạp và nó thường là download và cài đặt một số phần mềm chuyên dụng. Khi phần mềm hoạt động được trên máy tính, người dùng chỉ cần click vào các link để download một file video. Khi tiến trình download đã bắt đầu, phần mềm ứng dụng chia sẻ video peer-to-peer được thiết lập các kết nối và bắt đầu lấy nội dung video được yêu cầu từ các nguồn khác nhau. Khi file video được download và ghi đầy đủ vào ổ cứng thì có thể xem nội dung.

5. CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG LÕI IPTV 

        Hạ tầng mạng IPTV đòi hỏi phải truyền tải được một số lượng lớn nội dung video tốc độ cao giữa trung tâm dữ liệu IPTV và mạng phân phối băng thông rộng. Một số chuẩn truyền dẫn mạng lõi có các khả năng bảo vệ cần thiết để đảm bảo độ tin cậy cao. Mỗi chuẩn có một số đặc tính riêng biệt về tốc độ truyền dẫn tín hiệu và khả năng mở rộng. Có ba loại công nghệ truyền dẫn mạng lõi chính đƣợc sử dụng làm hạ tầng mạng IPTV là ATM trên nền SONET/SDH, IP trên MPLS và Metro Ethernet.  Như miêu tả trên hình 2.6 các công nhệ mạng lõi cung cấp việc kết nối giữa trung tâm dữ liệu IPTV và các mạng truy cập khác nhau.

 5.1. ATM và SONET/SDH 

           Đã biết, ATM có thể hỗ trợ các ứng dụng như IPTV đòi hỏi băng thông cao và các truyền dẫn có độ trễ thấp. ATM hoạt động trên các mạng khác nhau bao gồm cả cáp đồng trục và cáp xoắn đôi, tuy nhiên nó chạy tốc độ tốt nhất là trên cáp quang. Lớp vật lý gọi là mạng quang đồng bộ SONET (Synchronuos Optical Network) thƣờng đƣợc sử dụng để truyền tải các cell ATM trên mạng lõi.  SONET là giao thức cung cấp truyền dẫn tốc độ cao sử dụng cáp quang. Thuật ngữ SDH (Synchronous Digital Hierarchy) được đưa ra cho công nghệ truyền dẫn quang theo tiêu chuẩn Châu Âu. Tốc độ tín hiệu SONET được đo bằng các chuẩn sóng mang quang OC (Optical Carrier). Bảng 2.3 là các tốc độ truyền dẫn đang sử dụng gọi là cấp độ OC. 

                                                        Bảng 2.3 Các chuẩn OC SONET

SONET sử dụng ghép kênh phân chia theo thời gian TDM  (Time Division Multiplexing) để truyền nhiều luồng dữ liệu cùng một lúc. Với TDM, mạng SONET định rõ băng thông cho vị trí khe thời gian cụ thể trên dải tần số. Việc gán trước các khe thời gian như vậy sẽ hoạt động bất chấp có dữ liệu được truyền hay không. Thiết bị SONET nhận một số luồng bit và kết hợp thành một luồng đơn, các tốc độ được kết hợp thành một tốc độ chung. Ví dụ, bốn luồng lưu lượng IPTV có tốc độ 1 Gbps sẽ được kết hợp thành luồng 4 Gbps sau đó được chuyển tiếp lên mạng cáp quang.

 5.2. IP và MPLS 

           Một số lớn các công ty viễn thông đã bắt đầu triển khai giao thức Internet IP trên mạng lõi của họ. Mặc dù IP nguyên bản không bao giờ được thiết kế với các đặc tính như QoS hoặc khả năng phân biệt lưu lượng, giao thức làm việc tốt nhất khi nó kết hợp với một công nghệ gọi là chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiprotocol Label Switching). MPLS cho phép mạng hỗ trợ việc phân phối có hiệu quả các dạng lưu lượng video khác nhau trên một nền mạng chung. MPLS được thiết kế và xây dựng bằng việc sử dụng các router chuyển mạch nhãn LSR (Label Switch Router) tiên tiến. Các router này chịu trách nhiệm thiết lập các tuyến kết nối có định hướng tới các đích riêng biệt trên mạng IPTV. Các tuyến ảo này được gọi là các tuyến chuyển mạch nhãn LSP (Label Switched Path) và được cấu hình với đầy đủ tài nguyên để chắc chắn truyền dẫn trôi chảy lưu lượng IPTV thông qua mạng MPLS. Việc sử dụng LSP làm đơn giản hóa và tăng tốc độ định tuyến các gói thông qua mạng vì việc giữ gói để kiểm tra chỉ xuất hiện tại các lối vào của mạng và không yêu cầu tại mỗi router hop.  Chức năng chính khác của LSR là xác định các kiểu lưu lượng mạng. Đây là điều đạt được bằng việc thêm MPLS header vào phần đầu của mỗi gói tin IPTV. Các thành phần của MPLS header được giải thích trong bảng 2.4. 

                                                        Bảng 2.4 Định dạng MPLS header

5.3. Metro Ethernet 

          Một công nghệ khác có thể được triển khai trong mạng lõi là Metro Ethernet. Một liên minh của các nhà cung cấp dịch vụ, cung cấp thiết bị và các công ty về mạng nổi tiếng đã được thành lập với tên gọi là MEF (Metro Ethernet Forum). MEF chịu trách nhiệm thiết lập các chi tiết kỹ thuật tích hợp các công nghệ Ethernet vào mạng backbone dung lượng cao và các mạng lõi. Ngoài việc phát triển các chi tiết kỹ thuật, MEF còn chứng nhận thiết bị Ethernet để sử dụng trong hạ tầng mạng của các nhà cung cấp dịch vụ. Các đặc điểm kỹ thuật và hoạt động của các mạng lõi dựa trên Metro Ethernet bao gồm:

Các thiết bị khác nhau phải thích hợp đặc trưng về công nghệ mạng lõi, đó là khả năng phục hồi nhanh, hiệu suất thực thi cao và năng mở rộng.   Một số thành phần mạng Metro Ethernet hiện đại có thể hoạt động tại tốc độ lên tới 100 Gbps với khoảng cách xa. Nó cung cấp cho các nhà cung cấp dịch vụ một nền tảng mạng lý tưởng có khả năng phân phối các dịch vụ giá trị gia tăng mới như IPTV cho khách hàng ở khoảng cách xa tính từ tổng đài khu vực.   Nó thực thi cơ chế hồi phục tinh vi các lỗi xảy ra trên mạng, do đó đảm bảo các dịch vụ nhƣ IPTV không bị ảnh hưởng do đứt quãng.

Các công nghệ Metro Ethernet hỗ trợ sử dụng việc kết nối các mạch ảo đƣợc định hướng, điều đó cho phép các nhà cung cấp dịch vụ IPTV bảo đảm việc phân phối nội dung video chất lượng cao bên trong mạng lõi. Các liên kết chuyên dụng này được gọi là các kết nối ảo Ethernet EVC (Ethernet Virtual Connection). Hình 2.8 trình bày cách sử dụng 4 EVC để cung cấp kết nối giữa trung tâm dữ liệu IPTV và một số tổng đài khu vực. 

Dạ em cám ơn Thầy! em sẽ sửa bố cục lại.sáng thứ sáu em tới gặp Thầy nhờ sự đở của Thầy!