Đồ án Giải pháp cung cấp dịch vụ IPTV của Công ty VTC Digicom

giao diện hƣớng dẫn ngƣời sử dụng chƣơng trình và kế hoạch Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 53 09LTĐT phát sóng chƣơng trình TV cập nhật dể dàng. Ngƣời dùng có thể chuyển kênh thuận tiện trên STB tại các thiết bị đầu cuối của khách hàng thay vì chỉ dùng đƣợc đơn lẽ các chƣơng trình truyền hình khác nhau của các hệ thống truyền hình khác nhau. 1.6.1.2 Dịch vụ Time – shifted TV (dịch thời gian TV) Tính năng tạm dừng TV là tính năng giúp ngƣời xem có thể tạm dừng kênh truyền hình đang phát và có thể tiếp tục xem sau đó. Đây là một tính hữu ích mà các dịch vụ truyền hình hiện tại không thể thực hiện đƣợc. 1.6.1.3 Dịch vụ Mobile TV Đây là loại hình dịch vụ hứa hẹn sẽ có bƣớc phát triển nhảy vọt trong tƣơng lai gần. Nó đảm bảo cung cấp các kênh truyền hình, VoD và các dịch vụ khác của hệ thống dịch vụ IPTV đến các khách hàng rộng lớn của các nhà mạng di động. 1.6.1.4 Dịch vụ NVoD (Near Video On Demand) Dịch vụ này cho phép hệ thống phát một chƣơng trình truyền hình hoặc VoD tuỳ chọn lặp lại nhiều lần trên các kênh multicast khác nhau. Với cùng một nội dung phát cách nhau một khoảng thời gian (Interval), do vậy khách hàng có thể trả tiền PPV (Pay-per-view), và xem tại các thời điểm tuỳ ý. 1.6.1.5 Dịch vụ virtual channel from VoDs Dịch vụ này cho phép biên tập các nội dung VoD cùng loại nhƣ ca nhạc, thời trang, thể thaothành một kênh chuyên đề theo thị yếu của khách hàng. 1.6.2 Dịch vụ theo yêu cầu (On-Demand) Đây là loại hình dịch vụ cung cấp các chƣơng trình truyền hình theo yêu cầu của thuê bao và gồm có những dịch vụ sau : 1.6.2.1 Dịch vụ VoD (Video On Demand) Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 54 09LTĐT Đối với dịch vụ video theo yêu cầu (VoD) thì ngƣời xem có thể lựa chọn các video (phim, video clip) trực tiếp từ thƣ viện của nhà cung cấp để xem qua trên TV của khách hàng.Thƣ viện sẽ có chức năng tìm kiếm, hiển thị danh sách và miêu tả video cùng với việc giới thiệu tính hấp dẫn của video.Nhằm mục đích khuyến khích ngƣời dùng mua phim thì ngƣời dùng sẽ đƣợc xem qua các bản tóm tắt phim, các đoạn phim demo rồi mới quyết định có mua phim hay không. 1.6.2.2 Dịch vụ TVoD (TV on Demand) Tính năng này cho phép các chƣơng trình Live TV đƣợc lƣu lại trên server trong một khoảng thời gian nào đó.Ngƣời dùng sau đó có thể lựa chọn xem lại các chƣơng trình mà mình đã bỏ lỡ. 1.6.2.3 Dịch vụ Games on Demand (Games theo yêu cầu) Dịch vụ này cung cấp các trò chơi giải trí đơn giản cho khách hàng.Những trò chơi này có thể chơi trực tuyến bằng cách truyền (Streaming) từ dịch vụ IPTV server đến SBT. SBT thƣờng phải hổ trợ Java (JVM) để chơi đƣợc các trò chơi. Bên cạnh đó là có rất nhiều trò chơi cũng nhƣ chế độ chơi một ngƣời hay là nhiều ngƣời để ngƣời dùng có thể lựa chọn, chức năng tính điểm ngƣời chơi cũng rất thú vị. 1.6.2.4 Karaoke on Demand (karaoke theo yêu cầu) Các thuê bao có thể chọn và xem các bài karaoke qua STB trên TV.Từ danh sách các bài karaoke đã đƣợc giới thiệu, thuê bao có thể mua một hoặc nhiều bài hát cùng một lúc bằng cách ghép nối thêm hệ thống âm thanh chuyên dụng, ngƣời dùng có thể thoải mái hát karaoke theo yêu cầu. 1.6.2.5 Dịch vụ Music on Demand (ca nhạc theo yêu cầu) Tƣơng tự nhƣ dịch vụ VoD, ngƣời dùng có thể yêu cầu để đƣợc xem, nghe tƣơng tự nhƣ đối với dịch vụ VoD. Mối quan hệ giữa các nhà cung cấp nội Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 55 09LTĐT dung và phƣơng tiện là yếu tố quan trọng nhƣ đối với dịch vụ VoD để đảm bảo có đƣợc thƣ viện lớn các file nhạc nhằm làm thoả mãn nhu cầu của khách hàng. 1.6.3 Các dịch vụ tƣơng tác (interactive) 1.6.3.1 Dịch vụ Personal Video Recorder (PVR)(ghi lại nội dung video theo yêu cầu cá nhân ) , Client Personal Video Recorder (cPVR) Trong dịch vụ này, thuê bao có thể thu lại các chƣơng trình vào thƣ mục của mình, các thuê bao sẽ trả tiền thông qua tài khoản. Đối với các nội dung đã đƣợc mã, khoá giải mã sẽ đƣợc dowload từ trên hệ thống tại thời điểm xem nội dung. Chức năng này giúp cho thuê bao có thể chia sẽ những hình ảnh của họ cho bạn bè và nhũng ngƣời thân của họ. 1.6.3.2 Dịch vụ Networded Persional Video Recorder (nPVR) (ghi lại nội dung video yêu cầu cá nhân và lưu trên mạng) Tƣơng tự nhƣ dịch vụ PVR, sự khác nhau chủ yếu là vị trí lƣu nội dung, trong trƣờng hợp này là trên mạng, thay vì sử dụng thiết bị của khách hàng. Dịch vụ này cho phép các thuê bao với set-top box đơn giản tận dụng đƣợc các ƣu điểm của các dịch vụ video lƣu trữ và cho phép các nhà cung cấp dịch vụ tập hợp các nội dung lƣu trữ trong mạng một cách tối ƣu nhờ đó giảm chi phí so với việc thuê bao phải sử dụng set-top box phức tạp. Dịch vụ này cũng cung cấp một cách tốt nhất cho thuê bao khả năng linh hoạt trong việc lựa chọn chƣơng trình vì mạng có khả năng lƣu nhiều nội dung hơn so với set-top box của khách hàng. 1.6.3.3 Dịch vụ Guess và Voting (Dự đoán và bỏ phiếu) Dịch vụ này cung cấp tính năng bình chọn trực tiếp và dịch vụ trò chơi dự đoán cho ngƣời xem qua TV.Việc dự đoán, bình chọn sẽ đƣợc kết hợp thể hiện trực tiếp trên các chƣơng trình truyền hình. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 56 09LTĐT 1.6.3.4 Chức năng tương tác qua Mobile Dịch vụ này cho thuê bao có thể xem và tƣơng tác hình ảnh thông qua các thiết bị cầm tay nhƣ trên màng hình TV. Ngoài ra còn có thể cho phép thuê bao từ thiết bị cầm tay của mình điều khiển mọi quá trình tƣơng tác của STB đối với hệ thống qua thiết bị cầm tay của mình. 1.6.3.5 Dịch vụ TV-Commerce Dịch vụ này cho phép thực hiện thƣơng mại qua TV để thực hiện các thực hiện các dịch vụ tƣơng tác cho phép ngƣời ngƣời dùng trao đổi, mua bán và đấu giá những sản phẩm đƣợc giới thiệu trên TV hoặc những chƣơng trình quảng cáo. Để thuê bao có thể đăng kí, thực hiện các dịch vụ này hệ thống cần hổ trợ các phƣơng thức đặt hàng, giao hàng đến tận tay ngƣời dùng. 1.6.3.6 Dịch vụ TV-Education (Giáo dục qua TV) Dịch vụ này cung cấp tất cả các dịch vụ học tập, đào tạo theo các nội dung và theo từng lứa tuổi. Hệ thống hổ trợ khả năng quản lý nội dung các chƣơng trình học tập. Giao diện thân thiện và thuận tiện cho ngƣời dùng 1.6.4 Các dịch vụ gia tăng khác Ngoài các dịch vụ kể trên thì còn có các dịch vụ gia tăng khác hoạt động trên nền hệ thống IPTV nhƣ :  TV mail : Cho phép các thuê bao sử dụng các ứng dụng Client để gởi và nhận mail.  Game Online (Multiplayer game)  Video Blog  Tin nhắn SMS/MMS  Media Sharing  Global Monitorin Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 57 09LTĐT 1.7 Kết luận chƣơng Nội dung trình bày ở trên đã giúp chúng ta hiểu đƣợc tổng quan về hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV, cơ cấu cơ sở hạ tầng của hệ thống, và chức năng từng thành phần trong hệ thống đồng thời nắm rõ đƣợc các loại hình dịch vụ đƣợc triễn khai trong hệ thống để từ đó hiểu đƣợc các ƣu nhƣợc điểm của hệ thống IPTV. Hiện nay khi sự phát triển của mạng truy nhập băng thông rộng trở nên rộng rãi sẽ tạo điều kiện cho hệ thống dịch vụ này phát triển nhanh chóng. Hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV cung cấp khá nhiều các loại hình dịch vụ tiện ích khá đa dạng và mang nhiều ƣu điểm nổi bậc. Quan trọng nhất là hai loại hình dịch vụ chính của hệ thống đó là dịch vụ truyền hình quảng bá và dịch vụ theo yêu cầu hứa hẹn sẽ mang lại vị thế cho dịch vụ mới mẽ này trong tƣơng lai. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 58 09LTĐT CHƢƠNG 2 CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRIỂN KHAI HỆ THỐNG IPTV 2.1 Giới thiệu chƣơng Hiện nay hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV đƣợc xem là loại hình tốt nhất để phân phối các dịch vụ số đến với khách hàng. Khi các thông tin thu đƣợc từ các nguồn khác nhau sẽ đƣợc tập hợp tại trung tâm dữ liệu, sau đó các giải pháp kỹ thuật sẽ đƣợc sử dụng nhằm điều chế các thông tin thành thông tin số và áp dùng các phƣơng thức truyền khác nhau đến thuê bao của khách hàng. Trong chƣơng này chúng ta sẽ đi tìm hiểu về các kĩ thuật triển khai hệ thống bao gồm các kĩ thuật xử lí thông tin, lựa chọn các giao thức mạng, và các phƣơng thức cung cấp dịch vụ IPTV. 2.2 Giải pháp lựa chọn chuẩn nén hình ảnh Các chuẩn nén video giữ vai trò làm giảm bớt số bit khi lƣu trữ và truyền bằng cách loại bỏ lƣợng thông tin dƣ thừa trong từng khung (frame) và dùng kỹ thuật mã hoá để tối thiểu hoá lƣợng thông tin quan trọng cần lƣu giữ. Với một thiết bị lƣu hình kỹ thuật số thông thƣờng, ảnh sau khi đƣợc số hoá sẽ đƣợc nén lại. Quá trình nén sẽ xử lý các dữ liệu trong ảnh để đƣa hình ảnh vào một không gian hẹp hơn nhƣ trong thiết bị nhờ kỹ thuật số hoặc qua đƣờng dây điện thoại ... Với thị trƣờng lƣu hình kỹ thuật số hiện nay, các chuẩn nén phổ biến là hai chuẩn phổ biến là nhóm gồm các định dạng nén MJPEG , Wavelet và nhóm gồm các định dạng nén nhƣ H.261/ H.263/ H.263+/ H.263++ , MPEG- 1/MPEG-2/ MPEG-4. 2.2.1 Chuẩn nén MJPEG và Wavelet Tính chất chung của các ảnh số là tƣơng quan giữa các pixel ở cạnh nhau lớn, Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 59 09LTĐT điều này dẫn tới dƣ thừa thông tin để biểu diễn ảnh. Việc dƣ thừa thông tin dẫn tới việc mã hoá không tối ƣu. Chính vì vậy ta cần tìm cách biểu diễn ảnh với tƣơng quan nhỏ nhất nhằm giảm thiếu độ dƣ thừa thông tin ảnh. Có 2 kiểu dƣ thừa thông tin nhƣ sau :  Dƣ thừa trong miền không gian : là tƣơng quan giữa pixel của ảnh (các pixel lân cận của ảnh có giá trị gần giống nhau, trừ những pixel ở giáp đƣờng biên ảnh )  Dƣ thừa trong miền tần số : là tƣơng quan giữa những dải màu hoặc các dải phổ khác nhau. Điều quan trong của các nghiên cứu về nén ảnh là giảm bớt một số bit để biểu diễn ảnh bằng việc loại bỏ dƣ thừa thông tin trong miền không gian và miền tần số càng nhiều càng tốt. Các chuẩn nén MJPEG và Wavelet đều tuân theo nguyên tắc tìm ra các phần tử dƣ thừa miền không gian (mỗi Frame nén tự động). Trong khi đó, đặc trƣng của các chuẩn nén thuộc nhóm 2 gồm các chuẩn H.261/ H.263/ H.263+/ H.263++ và MPEG-1/ MPEg-2/ MPEG-4 là loại bỏ dƣ thừa ở cả miền không gian và miền tần số của ảnh. Ở chuẩn nén MJPEG, ảnh đƣợc phân chia thành các khối vuông ảnh, mỗi khối vuông có kích thƣớc 8 x 8 pixel và biểu diễn mức xám của 64 điểm ảnh. Mã hoá biến đổi cosin rời rạc DCT (Discrete Cosin Tranform) trong chuẩn nén này khai thác sự tƣơng đồng giữa các pixel trong mỗi khối, để lấy ra các biểu diễn ảnh với tƣơng quan nhỏ. Chuỗi biểu diễn sẽ bị rút ngắn, tuỳ theo mức nén của hệ thống hiện hành với qui trình rút ngắn chuỗi biểu diễn. Vì vậy, hình ảnh sau khi giải nén thƣờng có nhiều sai lệch so với ảnh gốc. Ở chuẩn nén Wavelet, thay vì mã hoá theo từng khối 8 x 8, việc thực hiện trên toàn bộ bề mặt ảnh, một loạt các bộ phận lọc ở khâu chuyển đổi sẽ phân tích các dữ kiện về từng điểm ảnh và cho ra một tập các hệ số. Do chuẩn Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 60 09LTĐT Wavelet có tác dụng với toàn bộ bề mặt ảnh, nên các sai lệch ở ảnh giải nén sẽ khác với MJPEG. Hiệu ứng ghép mảnh không xảy đến với ảnh đƣợc quan sát, nhƣng độ phân giải hình ảnh giảm cũng nhƣ một vài vết mờ sẽ xuất hiện. 2.2.2 Chuẩn nén MPEG-x và H.26x MPEG (Moving Picture Experts Group) không phải là một công cụ nén đơn lẻ, mà ƣu điểm của ảnh nén dùng MPEG là ở chỗ MPEG có một tập hợp các công cụ mã hoá chuẩn, chúng có thể kết hợp với nhau một cách linh động để phục vụ cho một loạt các ứng dụng khác nhau. Nguyên lý chung của nén tín hiệu video là loại bỏ sự dƣ thừa về không gian (spatial redundancy) và sự dƣ thừa về thời gian (temporal redundancy). Trong MPEG, việc loại bỏ sự dƣ thừa về thời gian (nén liên ảnh), đƣợc thực hiện trƣớc hết nhờ sử dụng tính chất giữa các ảnh liên tiếp. Chúng ta dùng tính chất này để tạo ra các bức ảnh mới nhờ vào thông tin từ những bức ảnh gửi trƣớc đó. Do vậy ở phía bộ mã hoá ta chỉ cần giữ lại những ảnh có sự thay đổi so với ảnh trƣớc, sau đó ta dùng phƣơng pháp nén về không gian trong những bức ảnh sai khác này. Tuy nhiên, do sự tƣơng đồng giữa các khung (frame) là rất lớn, nên sự phát hiện ra các sai lệch là rất khó. Do vậy ảnh khôi phục khó đạt đƣợc nhƣ ảnh gốc. Điều này đồng nghĩa với việc chất lƣợng ảnh cũng tƣơng tự nhƣ khi dùng chuẩn Wavelet và MJPEG, nhƣng dung lƣợng kênh truyền và không gian lƣu trữ của các chuẩn nén H.26x và MPEG-x là nhỏ hơn (ví dụ nhƣ không gian lƣu trữ của chuẩn H.263 nhỏ hơn Motion JPEG từ 3 tới 5 lần). Sự khác biệt giữa các chuẩn nén này (nhƣ ở H.26x và MPEG-x) chủ yếu nằm ở khâu tiên đoán các khung (frame) mới và cách thức tính toán sai lệch giữa các frame hiện tại và frame phỏng đoán. Chuẩn nén H.26x (gồm các thế hệ H.261, H.262 và H.263, ...), thƣờng có tốc độ mã hoá tín hiệu thấp hơn MPEG-x (khoảng 1,5 Mbps với độ phân giải hình 352 x 288) do dùng chủ yếu trong viễn thông. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 61 09LTĐT 2.2.3 Chuẩn nén MPEG-2 MPEG-2 thƣờng đƣợc sử dụng để mã hóa âm thanh và hình ảnh cho các tín hiệu broadcast bao gồm truyền hình vệ tinh quảng bá trực tiếp và truyền hình cáp. MPEG-2 với một số sửa đổi cũng là khuôn dạng đƣợc sử dụng bởi các phim DVD thƣơng mại tiêu chuẩn. MPEG-2 bao gồm các phần chính sau:  PEG-2 Video part (Part 2): tƣơng tự MPEG-1, nhƣng chỉ hỗ trợ video xen kẽ (interlaced video, là khuôn dạng đƣợc sử dụng cho các hệ thống truyền hình quảng bá). MPEG-2 video không đƣợc tối ƣu hóa cho các tốc độ bit thấp (nhỏ hơn 1 Mbps), nhƣng lại thực hiện tốt hơn MPEG-1 ở tốc độ 3 Mbps và cao hơn. Tất cả các bộ giải mã tín hiệu video tuân theo chuẩn MPEG-2 hoàn toàn có khả năng phát lại các luồng video MPEG-1. Do có nhiều cải tiến, MPEG-2 video và các hệ thống MPEG-2 đƣợc sử dụng trong hầu hết các hệ thống truyền dẫn HDTV.  PEG-2 Audio part (Part 3): cải tiến chức năng âm thanh của MPEG-1 bằng cách cho phép mã hóa các chƣơng trình âm thanh với nhiều hơn hai kênh. Part 3 cũng cũng tƣơng thích với chuẩn trƣớc, cho phép các bộ giải mã âm thanh MPEG-1 giải mã các thành phần âm thanh nổi (stereo). MPEG-2 đƣợc dùng để mã hóa hình ảnh động và âm thanh và để tạo ra ba kiểu khung số liệu (intra frame, forward predictive frame và bidirectional pridicted frame) có thể đƣợc sắp xếp theo một trật tự cụ thể gọi là cấu trúc nhóm các hình ảnh (group of pictures, GOP). 2.2.4 Chuẩn nén MPEG – 4 So với các chuẩn nén đã nêu ở trên, chuẩn MPEG-4 là định dạng nén hình ảnh tiên tiến nhất, đáp ứng những đòi hỏi về kỹ thuật cũng nhƣ phù hợp với nhiều loại thị trƣờng. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 62 09LTĐT MPEG-4 thực sự là một dạng nén ảnh mang tính đột phá của công nghệ nén hình hiện nay, thể hiện rõ nét ở những tiêu chuẩn sau:  Áp dụng những tiêu chuẩn có tính mở cao với sự hỗ trợ đắc lực từ ngành công nghiệp an ninh và công nghiệp máy tính.  Hiệu suất lớn  Khả năng truyền theo dòng và mạng lƣới  Tối thiểu hoá dung lƣợng kênh truyền và không gian lƣu trữ trong khi vẫn giữ đƣợc tính trung thực của ảnh. Chuẩn MPEG-4 cung cấp các phân bộ trong kết cấu logic và năng lực giải mã từng dòng bit riêng rẽ. Một profile (chất lƣợng của video) là một phân bộ xác định trên toàn bit stream (điều chỉnh bit stream và bộ phân giải màu), một level (độ phân giải của video) sẽ xác định một số tiêu chí bắt buộc cho tham số của bức ảnh (kích thƣớc ảnh, số lƣợng bit, ...). Những chuẩn nén MPEG-4 có profile dạng đơn giản chiếm lĩnh đa phần thị trƣờng. MPEG-4 đã đƣợc phát triển và hoàn thiện trở thành định dạng nén hình tiên tiến, hoàn hảo, với tiêu chí tập trung phát triển những nhân tố giúp tăng cƣờng chất lƣợng hình ảnh, cũng nhƣ phục vụ đắc lực cho các thiết bị giám sát có các frame dạng chữ nhật. Mỗi bit stream hiển thị trong định dạng nén MPEG-4 cung cấp một mô tả mang tính phân tầng về hình ảnh hiển thị. Từng lớp dữ liệu đƣợc đƣa vào luồng bit bởi những mật mã đặc biệt gọi là mật mã khởi nguồn. Định dạng nén ảnh MPEG-4 hỗ trợ quá trình lƣợng tử hoá, do vậy cũng giúp đáp ứng những đòi hỏi khác nhau về tốc độ bít. Lƣợng tử hoá đã có ở các chuẩn nén nhƣ H.263 và MPEG-1, MPEG-2. Bộ phận mã hoá ở định dạng nén của MPEG-4 cũng tƣơng thích với những bộ mã hóa trong các chuẩn nén trƣớc đây. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 63 09LTĐT 2.2.5 Yêu cầu về băng thông của các chuẩn nén So sánh hoạt động của chuẩn nén khác nhau nhƣ trong bảng dƣới đây: Độ nét tiêu chuẩn Độ nét cao Ứng dụng MPEG-1 Lên đến 1,5 Mbps - Video on Internet,MP3 MPEG-2 4 - 5 Mbps 18 - 20 Mbps Digital TV, DVD MPEG-4 Part 10 2 - 4 Mbps 8 - 10 Mbps Multi video H.264 2.3 Lựa chọn giao thức mạng 2.3.1 Giao thức cho dịch vụ multicast 2.3.1.1 Giao thức IGMP (Internet Group Management Protocol) : Giao thức IGMP có ba phiên bản verion 1, verion 2,và verion 3. IGMP phát triển từ IGMPv1 (RFC1112) đến IGMPv2 (RFC2236) và đến phiên bản cuối cùng IGMPv3 (RFC3376). Các thông điệp IGMP đƣợc gửi bên trong gói tin IP với trƣờng protocol number bằng 2, trong đó trƣờng TTL (Time To Live) trị bằng 1. Các gói IGMP chỉ đƣợc truyền trong LAN (Local Area Network) và không đƣợc tiếp tục chuyển sang LAN khác do giá trị TTL của nó. Hai mục đích quan trọng nhất của IGMP là:  Thông báo cho router multicast rằng có một máy muốn nhận multicast traffic của một nhóm cụ thể.  Thông báo cho router rằng một có một máy muốn rời một nhóm multicast (nói cách khác, có một máy không còn quan tâm đến việc nhận multicast traffic nữa). Các router thƣờng dùng IGMP để duy trì thông tin cho từng cổng của router là những nhóm multicast nào router cần phải chuyển và những host nào muốn nhận. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 64 09LTĐT Trƣớc khi một host có thể nhận bất kỳ một multicast traffic nào, một ứng dụng multicast phải đƣợc cài đặt và chạy trên host đó. Sau khi một host tham gia vào một nhóm, phần mềm sẽ tính toán địa chỉ multicast và sau đó card mạng sẽ bắt đầu lắng nghe địa chỉ multicast MAC. Trƣớc khi một host hoặc một ngƣời dùng muốn tham gia vào một nhóm, ngƣời dùng cần phải biết nhóm nào đang tồn tại và làm thế nào để tham gia vào nhóm đó. Đối với các ứng dụng mức doanh nghiệp, ngƣời dùng chỉ cần đơn giản nhấp vào một link trên một trang web hoặc địa chỉ multicast có thể cấu hình trƣớc trên client. Ví dụ, một ngƣời dùng có thể đƣợc yêu cầu để log vào một máy chủ và xác thực bằng tên và ngƣời dùng. Nếu tên ngƣời dùng đƣợc xác thực, ứng dụng multicast sẽ tự động cài trên PC của ngƣời dùng, nghĩa là ngƣời dùng đã tham gia vào nhóm multicast. Khi ngƣời dùng không còn muốn dùng ứng dụng multicast nữa, ngƣời dùng phải rời khỏi nhóm. Ví dụ, ngƣời dùng đơn giản chỉ cần đóng ứng dụng multicast để rời khỏi nhóm. Đối với cơ chế multicast, một ngƣời dùng cần phải tìm ra ứng dụng nào họ muốn chạy, địa chỉ multicast đƣợc dùng bởi ứng dụng. Để nhận multicast traffic từ một nguồn, cả nguồn và các máy nhận đầu tiên phải gia nhập (join) vào một nhóm multicast. Nhóm này đƣợc xác định thông qua địa chỉ multicast. Một host có thể tham gia vào một nhóm multicast bằng cách gửi các yêu cầu đến router gần nhất. Tác vụ này đƣợc thực hiện thông qua giao thức IGMP. IGMPv1 đƣợc định nghĩa trong RFC1112 và bản cải tiến của nó, IGMPv2 đƣợc định nghĩa trong RFC2236. Khi có vài host muốn tham gia vào nhóm, giao thức PIM sẽ thông báo cho nhau giữa các router và hình thành nên cây multicast giữa các routers. IGMP và ICMP có nhiều điểm tƣơng đồng, cùng chia sẽ một vài chức năng tƣơng tự. IGMP cũng đóng gói trong gói tin IP (protocol number 2), nhƣng IGMP giới hạn chỉ trong một kết nối lớp 2. Để Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 65 09LTĐT đảm bảo router không bao giờ tiếp tục chuyển gói tin đi, trƣờng TTL của IGMP luôn có giá trị bằng 1. 2.3.1.2. Giao thức PIM (Protocol independent multicast) Giao thức PIM là giao thức xử lý gói tin multicast độc lập nhau. Hiện nay có ba loại PIM đang đƣợc sử dụng là : PIM-SM , PIM-DM , PIM-SSM  Giao thức PIM-SM( Protocol independent multicast - sparse mode) Giao thức định tuyến chế độ sparse đƣợc sử dụng khi có ít số lƣợng các ứng dụng multicast. Các giao thức PIM chế độ sparse không truyền lƣu lƣợng của nhóm tới bất kỳ router nào trừ phi nó nhận đƣợc một thông điệp yêu cầu các bản sao của các gói tin đƣợc gửi tới một nhóm multicast đặc biệt. Một router láng giềng yêu cầu các gói chỉ nhằm một trong hai mục đích :  Router đã nhận đƣợc một yêu cầu nhận gói tin từ một vài router láng giềng  Một host trên một phân đoạn mạng đã gửi thông điệp IGMP join cho nhóm đó. PIM-SM hoạt động với một chiến lƣợc khác hẳn với PIM-DM mặc dù cơ chế của giao thức không hoàn toàn đối lập. PIM-SM giả sử rằng không có máy nào muốn nhận lƣu lƣợng multicast cho đến khi nào các máy chủ động hỏi. Kết quả là, cho đến khi nào trong một subnet có một máy yêu cầu nhận multicast thì multicast mới đƣợc phân phối vào subnet đó. Với PIM-SM, các router downstream phải yêu cầu nhận multicast dùng thông điệp PIM Join. Khi các router nhận đƣợc các thông điệp này, các router bên dƣới phải định kỳ gửi thông điệp Join lên router upstream. Nếu khác đi, router upstream sẽ không đƣa lƣu lƣợng xuống, đặt kết nối vào trong trạng thái prune. Tiến trình này thì ngƣợc lại với tiến trình đƣợc dùng trong PIM-DM, trong đó mặc định là phát tán lƣu lƣợng multicast với các router downstream cần phải liên tục gửi thông Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 66 09LTĐT điệp Prune hay thông điệp làm mới trạng thái State refresh để giữ cho một kết nối là trong trạng thái prune. PIM-SM phù hợp khi chỉ có những tỉ lệ nhỏ các phân đoạn mạng nhận lƣu lƣợng multicast.  Giao thức PIM-DM ( dense mode) Giao thức PIM-DM thƣờng đƣợc sử dụng khi mà lƣu lƣợng luồng multicast là rất lớn. PIM-DM luôn có một cổng trong trạng thái prune trong khoảng ba phút. Các thông điệp prune liệt kê một nguồn và nhóm. Đối với giao thức PIM-DM này thì bất cứ khi nào một router nhận đƣợc thông điệp prune nó sẽ tìm một hàng (S, G) SPT trong bảng định tuyến multicast và đánh dấu các cổng trong đó thông điệp prune là nhận đƣợc. Tuy nhiên , các router cũng thiết lập giá trị prune timer, và thƣờng thì mặc định là khoảng 3 phút, để sao cho trong khoảng 3 phút cổng này đƣợc đặt trong trạng thái forwarding . Để có thể khắc phục đƣợc những tình trạng nhƣ là các kết nối bị loại bỏ, liên kết bị loại bỏ và sau 3 phút thì các link tiếp tục hoạt động thì ở PIM-DM có cơ chế làm mới trạng thái stase refresh. Các thông điệp làm mới trạng thái đã khắc phục đƣợc sự yếu kém của PIM-DM trong tiến trình pruning. Trong giao thức PIM-DM các router còn gửi thông điệp Graft để router nhận đƣợc đƣa một cổng vào trạng thái forwarding cho một nhóm multicast nào đó. Giao thức PIM-DM nhận biết các thiết bị lân cận bằng cách trao đổi các gói "hello". Thông tin lân cận này đƣợc dùng trƣớc để xây dựng cây đến tất cả các lân cận. Sau đó, các nhánh của cây sẽ lần lƣợt đƣợc loại bỏ. Nếu một dòng multicast bắt đầu, cây sẽ đƣợc xây dựng, cây sẽ chỉ tồn tại khi các thành viên tích cực còn tồn tại. Nếu một host mới đăng ký tham gia nhóm, nhánh của phân đoạn mạng đó sẽ đƣợc đính thêm vào cây. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 67 09LTĐT  Giao thức PIM-SSM Giao thức PIM-SSM là giao thức mở rộng của PIM. Khi sử dụng SSM thì một client có thể nhận luồng multicast trực tiếp từ địa chỉ nguồn. PIM-SSM sử dụng chức năng của PIM-SM để tạo ra một cây SPT giữa nguồn và đích nhận, tuy nhiên nó xây dựng SPT mà không cần sự giúp đỡ của router RP. Mặc định là nhóm địa chỉ multicast đƣợc giới hạn trong dải địa chỉ 232.0.0.0 tới 232.255.255.255. Tuy nhiên, chúng ta có thể mở rộng tầm hoạt động của SSM sang lớp dải lớp D bao gồm địa chỉ ở mức cao. Việc cấu hình PIM-SSM có sự khác biệt so với cấu hình PIM-SM truyền thống. Ở đây ta không cần phải chia sẻ tree hay là RP mapping, hoặc là RP -to - RP nguồn lấy lại thông qua Multicast source discovery Protocol ( MSDP). Triển khai SSM là rất dễ dàng. Chúng ta chỉ cần cấu hình PIM-SM trên tất cả interface của router và chỉ định cái nào cần SSM, bao gồm một cách rõ ràng IGMPv3 trên Lan. Nếu PIM-SM không đƣợc cấu hình rõ ràng trên cả nguồn và nhóm thành viên interface thì gói tin multicast sẽ không đƣợc forwarded. Trên danh sách hỗ trợ IGMPv3 có sử dụng PIM-SSM. Nhƣ tại ở nguồn, trƣớc khi active và bắt đầu gửi gói tin multicast thì quan tâm đến nơi nhân gói tin multicast đó là SSM . Trong việc cấu hình mạng theo PIM-SSM , một thuê bao tới một kênh SSM ( sử dụng IGMPv3) sẽ thông báo với các thuê bao để join vào nhóm G và nguồn S. Kết nối trực tiếp với router PIM- SM , router đƣợc phân công nhận làm DR, nhận bản tin từ RPF lân cận. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 68 09LTĐT Hình 2.1 : Quá trình nhận và thông báo tới các thuê bao để join vào group G và sourse S Giao thức PIM là giải pháp hỗ trợ truyền tín hiệu multicast. Khi mà số lƣợng các nhóm multicast cần phải truyền tăng lên thì PIM là một giải pháp quan trọng để quản lý và giám sát lƣu lƣợng multicast. 2.3.2. Giao thức cho dịch vụ unicast 2.3.2.1. Giao thức RTSP RTSP cung cấp một khung làm việc cho phép điều khiển theo yêu cầu về thời gian thực, giống nhƣ audio và video. Nguồn dữ liệu có thể bao gồm cả dữ liệu sống và clip lƣu trữ. Đây là giao thức dành cho phát triển dữ liệu đa phƣơng tiện , cung cấp cách phân phát các kênh nhƣ UDP, TCP và việc đó đảm bảo theo thời gian thực. Điều khiển luồng bởi RTSP có thể sử dụng RTP , nhƣng sự hoạt động của RTSP là không phụ thuộc vào kỹ thuật vận chuyển để truyền data. Giao thức RTSP có các đặc điểm sau :  Có khả năng mở rộng : Phƣơng pháp mới và các thông số có thể dễ dàng thêm vào RTSP. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 69 09LTĐT  Dễ dàng phân tích: Giao thức RTSP có thể dễ dàng phần tích bằng tiêu chuẩn HTTP hoặc MIME.  Bảo mật : RTSP sử dụng kỹ thuật bảo mật web. Tất cả kỹ thuật nhận thực đều cơ bản và chứng thực đều trực tiếp đƣợc áp dụng. Một số có thể dừng lại hoặc bảo mật ở lớp mạng.  Vận chuyển độc lập : RTSP có thể sử dụng một trong hai phƣơng pháp truyền gói tin không tin cậy UDP (User Datagram Protocol) và đáng tin cậy RDP, hoặc là giao thức luồng tin cậy TCP (Transfer Control Protocol) đƣợc thực hiện ở lớp ứng dụng đáng tin cậy.  Khả năng chạy nhiều server : Mỗi một luồng media giữa các phần trình diễn có thể đặt tại các server khác nhau. Các client sẽ tự động thiết lập một vài phiên điều khiển hiện tại với các server media khác nhau. Giữa chúng đƣợc đồng bộ với nhau ở lớp giao vận.  Điều khiển thiết bị ghi : Giao thức này có thể điều khiển cả 2 quá trình ghi và chạy lại thiết bị, hoặc cũng có thể nằm xen kẽ giữa hai mode.  Điều khiển luồng và hội nghị ban đầu : Điều khiển luồng đã đƣa ra từ lời mời của server tới hội nghị. Chỉ có những yêu cầu hội nghị là một trong hai cung cấp hoặc là có thể sử dụng tạo ra hội nghị riêng. Trong thực tế SIP và h323 có thể sử dụng mời một server tới hội nghị. 2.4 Các phƣong thức cung cấp dịch vụ IPTV IPTV cung cấp các âm thanh , hình ảnh tiêu chuẩn hoặc chất lƣợng cao tới khách hàng bằng cách chuyển đổi các thông tin tƣơng tự thành thông tin số và đƣợc sử dụng các các nghệ nén để giúp truyền đi. Hiện nay, mạng cung cấp dịch vụ gồm có : Mạng DSL, mạng cáp quang, cáp, hoặc kết hợp các loại mạng trên. Mỗi nhà cung cấp dịch vụ IPTV khác nhau sẽ có lựa chọn các hệ thống cung cấp khác nhau tuỳ thuộc vào thế mạng Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 70 09LTĐT của mình. 2.4.1 Công nghệ mạng truy nhập xDSL Hiện nay khi sự phát triển nhanh của dịch vụ IPTV thì các công ty viễn thông đang nắm giữ những thuận lợi nhất định khi sở hữu hệ thống hạ tầng mạng truy cập DSL. Tuy nhiên hệ thống này cũng gặp đôi chút nhƣợc điểm về băng thông để thực thi các yêu cầu cho IPTV và để khắc phục điều này nhằm tăng khả năng đáp ứng các yêu cầu thực thi của IPTV trên hệ thống là phải triển khai các công nghệ DSL nhƣ ADSL, ADSL2+, và VDSL. 2.4.1.1 Công nghệ ADSL( Asymmetric Digital Subscriber Line) Đây là công nghệ thuộc họ xDSL đƣợc dùng rất rộng rãi hiện nay trên thế giới. ADSL là công nghệ kết nối điểm-điểm và cho phép nhà cung cấp phân phối các dịch vụ băng thông rộng trên trên hạ tầng đƣờng dây cáp đồng hiện có. ADSL có tốc độ đƣờng truyền xuống là 8Mbps và tốc độ đƣờng truyền lên là 1,5 Mbps. Vì vậy số lƣợng các dịch vụ băng thông rộng có thể sử dụng là khá khiêm tốn mà cụ thể là với một kết nối ADSL thì chỉ đủ dùng cho một kết nối Internet tốc độ cao và đồng thời hai kênh truyền hình quảng bá theo chuẩn nén MPEG-2. ADSL cũng có những điểm hạn chế đó là hạn chế về khoảng cách truyền dẫn từ trung tâm dữ liệu cho đến cung cấp cho đến thuê bao khách hàng. Chất lƣợng sẽ bị giảm dần tƣơng ứng khoảng cách. Bên cạnh đó còn có một hạn chế nữa là ADSL chỉ có thể truyền các tín hiệu tƣơng tự cho nên phải có thêm các bộ chuyển đổi dữ liệu. 2.4.1.2 Công nghệ ADSL2+ ADSL2+ xuất hiện nhằm đáp ứng các yêu cầu về băng thông mà ADSL còn hạn chế.ADSL2+ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ đƣa ra mức tốc độ Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 71 09LTĐT dowload khá hấp dẫn lên tới 24 Mbps. Hình 2.2: Một trong số các mô hình công nghệ mạng truy nhập xDSL 2.4.1.3 công nghệ VDSL Đƣờng dây thuê bao số tốc độ cao ( Very high speed Digital Subscriber Line) là công nghệ DSL mới nhất hiện nay đƣợc cho ra đời nhằm khắc phục những hạn chế của công nghệ truy cập ADSL. VDSL có khả năng cung cấp băng thông cao hơn cho thuê bao vào khoảng hơn 50 Mbps cho hƣớng xuống và trên 10 Mbps cho hƣớng lên, nhƣng nó lại tỷ lệ nghịch với khoảng cách. Chính vì vậy nó có khả năng phục vụ các nhu cầu về băng thông rộng nhƣ truyền hình quảng bá , VoD định dạng HD. 2.4.2 Công nghệ mạng truy nhập FTTx FTTx là công nghệ triển khai cung cấp các dịch vụ viễn thông trên hạ tầng cáp quang để tận dụng nhƣng ƣu điểm nỗi bật của cáp quang nhƣ băng thông rất lớn, chi phí thấp , tránh đƣợc các nhiểu gây ảnh hƣởng và đặc biệt là khả năng truyền dẫn ở khoảng cách xaĐiều đó lí giải tại sao xu hƣớng hiện nay Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 72 09LTĐT của các nhà cung cấp dịch vụ là thay thế mạng truy nhập cáp đồng bằng cáp quang. Hiện nay với sự phát triển của cáp quang thì có thể liệt kê ra các loại cáp quang nhƣ sau : FTTH, FTTRO, FTTC  Cáp quang tới nhà thuê bao ( FTTH- Fiber To The Home) : Với cáp quang này thì định tuyến từ trung tâm dữ liệu IPTV tới nhà thuê bao đều đƣợc kết nối băng loaị này. FTTH dựa trên mạng quang có khả năng phân phối dung lƣợng dữ liệu lớn tới ngƣời dùng trong hệ thống.  Cáp quang tới khu vực văn phòng (FTTRO- Fiber To The Regional Office) : Cáp quang từ trung tâm dữ liệu IPTV sẽ đƣợc kết nối tới khu vực văn phòng và sau đó cáp đồng sẽ nối các thiết bị đầu cuối IPTV trong khu vục với nhau .  Cáp quang lề đƣờng ( FTTC- Fiber To The Curd) : Sợi quang sẽ đƣợc lắp đặt từ trung tâm dữ liệu IPTV tới các tủ cáp đƣợc đặt tại lề đƣờng. Sau đó cáp đồng sẽ nối từ tủ cáp đến nhƣng nơi có nhu cầu. Ở trên là một số các lại cáp quang song ta cũng có thể chia ra theo thành 2 2 công nghệ chính đó là AON (đƣợc sử dụng trong FTTB, FTTC) và PON (công nghệ quang thụ động). 2.4.2.1 Mạng quang thụ động PON (Passive Optical Network) Mạng quang thụ động sử dụng các bƣớc sóng khác nhau để truyền dữ liệu từ trung tâm dữ liệu IPTV tới các thuê bao. Mạng PON theo chuẩn G.983 gồm một kết cuối đƣờng truyền dữ liệu OLT ( Optical Line Termination) đƣợc đặt tại trung tâm dữ liệu IPTV và một số kết cuối mạng quang ONT đƣợc lắp tại các thiết bị đầu cuối của thuê bao. Mạng quang thụ động PON phải đảm bảo khi số lƣợng ngƣời dùng tăng lên tối đa mà vẫn không làm ảnh hƣởng tới chất lƣợng hình ảnh với bất kì chuẩn nén nào. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 73 09LTĐT Hình 2.3 : Công nghệ mạng truy nhập FTTx 2.4.2.2 Công nghệ mạng truy nhập Wimax Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) đang trở nên khá phổ biến hiện nay,nó đƣợc sử dụng để cung cấp các kết nối Internet băng thông rộng. Dịch vụ IPTV có thể đƣợc cung cấp bằng công nghệ Wimax vì công nghệ Wimax theo chuẩn IEEE 802.16d có tốc độ bitrate cho từng sector lên tới 10Mbps trên băng thông 3,5 MHz, nhƣng lại không phù hợp cho viêvj triển khai rộng rãi. 2.5 Kết luận chƣơng Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 74 09LTĐT Hiện nay khi các công nghệ mạng phát triển mạnh mẽ tạo điều kiện cho các nhà cung cấp các dịch vụ IPTV có thêm sự lựa chọn. Mỗi công nghệ mạng đều có những thế mạnh riêng từ các thế mạnh của kỹ thuật, khả năng băng thông cũng nhƣ các điểm yếu riêng khi đƣợc sử dùng đẻ triển khai dịch vụ IPTV. Qua chƣơng này chúng ta đã phần nào hiểu thêm về các kỹ thuật xử lý thông tin cũng nhƣ các phƣơng thức giúp đƣa các dịch vụ IPTV tới ngƣời dùng. Sự phát triển của hệ thống mang cáp quang hay sự phát triển của các công nghệ mạng nhƣ ADSL2+ hay VDSL với khá nhiều những ƣu điểm vƣợt trội sẽ là tiền đề giúp cho hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV phát triển mạnh mẽ trong tƣơng lai gần. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 75 09LTĐT CHƢƠNG 3 GIẢI PHÁP CUNG CẤP DỊCH VỤ IPTV CỦA CÔNG TY VTC DIGICOM 3.1 Giới thiệu chƣơng Dịch vụ IPTV loại hình dịch vụ mới đƣợc đánh giá sẽ có bƣớc phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới vì vậy hiện nay các công ty viễn thông ở nƣớc ta đang rất chú trọng đến lĩnh vực tiềm năng này. Công ty viễn thông VTC Digicom cũng là một trong số đó, sau khi đƣợc triễn khai từ một vài năm trở lại đây hiện mức độ triển khai trên toàn quốc của VTC là khá rộng rãi. Ở chƣơng này chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu về hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV của VTC nhƣ hạ tầng truyền tải dịch vụ các mô hình triển khai hệ thống cung cấp dịch vụ 3.2 Hạ tầng truyền tải dịch vụ IPTV của VTC Với sự kết hợp của công ty VTC Digicom và doanh nghiệp viễn thông số 1 Việt Nam là VNPT nên hạ tầng truyền tải dịch vụ IPTV của VTC đều dựa trên hạ tầng truyền tải rộng rãi và rất phổ biến của VNPT. Cấu trúc hạ tầng truyền tải đƣợc chia làm 3 cấp gồm :  Mạng lõi.  Mạng gom và mạng truy nhập.  Mạng khách hàng. 3.2.1 Mạng lõi Mạng lõi có nhiệm vụ truyền tải các lƣu lƣợng thông tin giữa hệ thống IPTV và các PE/BRAS tại các tỉnh thành. Lƣu lƣợng truyền tải bao gồm 2 loại chính là loại truyền tải unicast (các thông tin điều khiển, các luồng video trong dịch vụ video theo yêu cầu) và loại truyền tải multicast (dịch vụ broadcast video). Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 76 09LTĐT Các lƣu lƣợng multicast đƣợc truyền qua mạng lõi IP/MPLS bằng cách thiết lập các multicast VPN. Để xây dựng bảng định tuyến multicast , các thiết bị mạng lõi sử dụng giao thức PIM-SM/SSM (Protocol Indepenent Multicast – Sperse Mode/ Source Specific Mode) PE- P PIM Adjacency PE- CE PIM Adjacency PE- PE PIM Adjacency (over MT) Hình 3.1 – Multicast VPN đƣợc thiết lập qua mạng IP/MPLS dành cho các lƣu lƣợng multicast Các lƣu lƣợng unicast đƣợc truyền qua mạng lõi IP/MPLS bằng cách thiết lập các đƣờng truyền mạch nhãn ( Label Switching path - LSP) giữa các PE/BRAS Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 77 09LTĐT Hình 3.2 – Các LSP đƣợc thiết lập qua mạng lõi IP/MPLS dành cho các lƣu lƣợng unicast 3.2.2 Mạng gom và mạng truy nhập Mạng gom và mạng truy nhập có nhiệm vụ truyền tải thông tin từ mạng lõi đến các thuê bao. Hạ tầng mạng gom đƣợc VNPT triển khai tại các tỉnh thành trên nền công nghệ MetroEthernet - mạng MANE. Cấu trúc mạng MAN đƣợc chia làm 2 phần : Phần lõi bao gồm từ 3 đến 4 thiết bị Carrier Ethernet cở lớn ( PE- AGG) hay còn gọi là các core switch kết nối với nhau (sử dụng công nghệ MPLS) với dung lƣợng tối thiểu của một vòng core là 10Gbs. Còn phần mạng biên gồm 3 đến 5 thiết bị Carrier Ethernet loại nhỏ (UPE) hơn kết nối vòng với nhau với dung lƣợng từ 1Gb đến 10Gb. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 78 09LTĐT Hình 3.3– Mô hình mạng gom và mạng truy nhập tại các tỉnh thành Các core switch kết nối vào mạng lõi thông qua các PE/BRAS. Mỗi mạng MAN sẽ kết nối vào mạng lõi qua 1 đến 2 PE ( tuỳ theo nhu cầu lƣu lƣợng ) kết nối full-mesh với 2 core switch của MAN. Kết nối từ core switch đến PE là kết nối 1 GE. Phần truy nhập bao gồm các DSLAM , các thiết bị MSAN, và các thiết bị Switch Layer 2 cho dịch vụ FTTx. o Các DSLAM kết nối dạng sao đến các UPE bằng các giao diện GE. Dự kiến sẽ thay thế tất cả các ATM-DSLAM bằng các IP-DSLAM. o Các thiết bị Switch Layer 2 kết nối dạng sao đến các UPE của mạng MAN bằng các giao diện dịch vụ IP trên mạng cáp quang thuê bao. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 79 09LTĐT 3.2.3 Mạng khách hàng Tại phía khách hàng bao gồm các thiết bị đầu cuối khác nhau cho các loại dịch vụ khác nhau :  Hộp kết nối STB (Set-top-box) có chức năng tiếp nối vào băng thông rộng, thu phát và xử lí số liệu IP, tiến hành giải mã và giải nén hoá các luồng tín hiệu khác nhau nhƣ video MPEG-4 , WMV, Real để đảm bảo các thông tin tín hiệu đƣơc hiển thị trên TV. Bộ STB của motorola  Máy vi tính (PC) cũng đƣợc đƣợc sử dụng để thƣơng thức các dịch vụ IPTV thông qua mạng Internet.  TV : là nơi hiển thị các nội dung chƣơng trình.  Sử dụng các thiết bị truy nhập DSL (moderm, home gateway) để tách các PCV cho các dịch vụ khác nhau và chuyển tiếp đến các thiết bị đầu cuối tƣơng ứng. 3.3 Các phƣơng thức phân phối dịch vụ IPTV của VTC Hệ thống cung cấp dịch vụ đa dạng của VTC tạo ra các kiểu lƣu lƣợng mạng IP thời gian thực khác nhau. Mỗi kiểu lƣu lƣợng lại có mỗi dặc điểm khác nhau về nội dung nên đòi hỏi phải có các phƣơng thức phân phối thích hợp nhằm tạo ra các hiệu quả trong việc phân phối dịch vụ. Các phƣơng thức dùng để phân phối dịch vụ IPTV qua mạng IP gồm có phƣơng thức truyền unicast, phƣơng thức truyền multicast và broadcast. Song đƣợc sử dụng hiệu Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 80 09LTĐT quả và nhiều hơn cả dó là phƣơng thức unicast và multicast. Hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV của VTC cũng sử dụng loại hình phân phối này. 3.3.1 Phương thức truyền unicast Đây là phƣơng thức truyền nội dung có định hƣớng trƣớc và đƣợc sử dụng để phân phối dịch vụ IPTV theo yêu cầu. Theo cách hiểu đơn giản đó là hình thức truyền nội dung hai chiều từ một điểm đến một điểm. Mọi luồng dịch vụ IPTV theo yêu cầu sẽ đƣợc gởi tới một thuê bao có nhu cầu và điều này đồng nghĩa với việc khi có nhièu thuê bao yêu cầu thì số lƣợng các luồng tín hiệu sẽ tăng lên do mỗi thuê bao chỉ nhận một luồng nội dung riêng lẽ. Vì vậy phƣơng thức này đòi hỏi khá nhiều về băng thông truyền dẫn. Hình 3.4 – Các kết nối unicast cho nhiều thuê bao Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 81 09LTĐT Hình 3.4 là mô hình truyền theo phƣơng thức unicast sử dụng trong dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều thuê bao cùng lúc. Ở hình 3.4 khi có năm thuê bao cùng có nhu cầu truy nhập một kênh theo cùng thời điểm thì sẽ có năm luồng tín hiệu riêng lẽ đƣợc thiết lập để truyền nội dung từ trung tâm dữ liệu IPTV đến các tổng dài khu vực và sẽ đƣợc phân phối tới năm thuê bao có yêu cầu. 3.3.2 phương thức truyền multicast Đây là phƣơng thức truyền thông tin đa hƣớng theo cách thức truyền điểm – đa điểm. Phƣơng thức này giúp mỗi kênh dịch vụ chỉ truyền đến những thuê bao nào có nhu cầu muốn xem còn những thuê bao không muốn xem thì không gởi đến. Điều giúp thiết kiệm khá nhiều băng thông và giảm bớt việc xủ lí các kênh không mong muốn đƣợc gởi tới thuê bao. Hình 3.5 - các kết nối multicast cho các thuê bao Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 82 09LTĐT Theo hình trên thì các chƣơng trình sẽ đƣợc gởi bản sao từ trung tâm dữ liệu tới các router phân phối, tiếp theo các bản sao lại đƣợc gới tới các router đặc tại các tổng đài khu vực theo các kết nối IP định hƣớng. Sau đó mỗi router sẽ tạo ra các bản sao và gởi đến các thuê bao muốn xem. Đây là phƣơng thức đƣợc sử dụng để phát các chƣơng trình quảng bá và là phƣơng thức có hiệu suất cao. 3.4 Hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV của công ty VTC Digicom Hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV của VTC hoạt động hoàn toàn trên nền tảng IP và hệ thống gồm có : 3.4.1 Mô hình đấu nối Trung tâm hệ thống IPTV đƣợc kết nối trực tiếp vào mạng core IP/MPLS qua PE của VTN. Riêng hệ thống VoD server đƣợc triển khai với một VoD server chứa đầy đủ nội dung đặt tại trung tâm IPTV, và nhiều VoD server thứ cấp đƣợc bố trí gần thuê bao. Các VoD server thứ cấp chỉ lƣu một phần nội dung củ VoD server trung tâm nhằm mục đích đáp ứng những nội dung VoD có nhu cầu cao tại một thời điểm nhất định. Vị trí đặt VoD server thứ cấp tại PE, kết nối đến PE qua giao diện 10Gb nhằm giảm tải mạng core, tuy nhiên khi số lƣợng thuê bao lớn thì kết nối giữa các core MAN switch và các PE sẽ có yêu cầu băng thông rất lớn. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 83 09LTĐT Hình 3.6 – Mô hình đấu nối 3.4.2 Mô hình hoạt động 3.4.2.1 Mạng khách hàng ( home Network) Mạng khách hàng sử dụng mô hình ánh xạ dịch vụ multi-VC (Venture Capital ). Dịch vụ IPTV đƣợc cung cấp trên các kết nối ADSL2+. Mỗi kết nối ADSL2+ đến thuê bao gồm có 2 PVC khác nhau nhằm cung cấp 2 loại dịch vụ :  PVC 1 : Cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (HIS).  PVC 2 : Cung cấp dịch vụ Video ( Bao gồm cả VoD, BTV) Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 84 09LTĐT Khách hàng sử dụng các thiết bị đầu cuối khác nhau cho từng loại dịch vụ:  Đối với dịch vụ Video thì thiết bị đƣợc sử dụng là TV + STB (set-top- box )  Đối với dịch vụ Internet thì thiết bị là máy tính (PC). Kết nối ADSL2+ đƣợc kết cuối bởi moderm hoặc gateway. Các thiết bị này chuyển các lƣu lƣợng trên các PVC đến các giao diện đầu ra tƣơng ứng kết nối với các thiết bị đầu cuối dịch vụ. 3.4.2.2 Mạng truy nhập ( Access network) Có nhiều mô hình khác nhau đƣợc sử dụng để giúp các dịch vụ đƣợc ánh xạ vào mạng truy nhập : Mô hình 1:1 VLAN và mô hình N:1 VLAN. Ở mô hình 1:1 VLAN gặp khó khăn bởi số lƣợng VLAN bị hạn chế và khả nănng mở rộng, nâng cấp dịch vụ khó khăn trong khi sự tăng trƣởng số thuê bao ngày càng nhanh, cũng nhƣ số lƣợng các loại hình dịch vụ ngày càng phong phú làm cho mô hình này khó đáp ứng đƣợc Còn với mô hình N:1 VLAN thì có khả năng mở rộng hệ thống cho nên nó đƣợc sử dụng để ánh xạ dịch vụ trong mạng gom và mạng truy nhập. Mạng gom và mạng truy nhập triển khai theo mô hình S-VLAN. Trong đó :  Mạng truy nhập có phạm vi từ các IP-DSLAM đến các core switch.  BRAS (Broadband Remote Access Server) kết nối trực tiếp với core switch và chỉ dành cho dịch vụ truy nhập Internet.  Core switch là nơi kết cuối S-VLAN. 3.4.2.3 Mạng gom hay vòng core mạng MAN (distribution network) Mạng gom bao gồm từ 3 đến 4 core switch kết nối với nhau thành mạng vòng. Kết nối giữa các core switch là 1 GE, 10GE. Mạng gom khai thác ở lớp 2 nên các kết nối từ thuê bao sẽ thực hiện tại lớp PE và BRAS. Mạng MAN Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 85 09LTĐT cấu hình sử dụng kỹ thuật VLL- kết nối điểm điểm nên tránh đƣợc vấn đề Broadcast gói tin và lớp vòng tại các vòng mạng MAN. 3.4.2.4 Truy nhập đầu cuối và địa chỉ IP Trong hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV các dịch vụ sử dụng địa chỉ cấp phát qua DHCP server. Các core switch cấu hình DHCP relay để chuyển tiếp các gói tin DHCP server. DHCP server có thể đặt tại các core switch hoặc tại trung tâm IPTV Còn với truy nhập Internet thì home gateway thực hiện quay số PPPoE (Point-to-Point Protocol Over Ethernet) đến BRAS. Core switch đƣợc cấu hình để chuyển tiếp các gói tin PPPoE đến BRAS. BRAS cấp phát địa chỉ IP cho từng kết nối PPPoE, chuyển tiếp các gói tin ra Internet và ngƣợc lại. Hình 3.7 – Mô hình truy nhập đầu cuối và thiết bị IP Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 86 09LTĐT 3.4.2.5 Các loại hình dịch vụ IPTV của VTC Hệ thống dịch vụ IPTV đƣợc xây dƣng trên nền tảng IP và hệ thống có thể cung cấp các loại hình dịch vụ sau :  Dịch vụ truyền hình quảng bá (BTV) với hơn 100 kênh.  Dịch vụ theo yêu cầu (On-Demand).  Các dịch vụ tƣơng tác (Interative). Là đơn vị sản xuất truyền hình nên VTC có khá nhiều lợi thế trong việc cung cấp nội dung chƣơng trình, bản quyền chƣơng trình phát sóng. Hiện tại ngoài việc xây dựng số lƣợng kênh chƣơng trình nhiều nhất từ trƣớc tới nay với hơn 100 kênh trong đó có 30 kênh chuẩn HD. VTC còn xây dƣng nên một kho dữ liệu khổng lồ với hơn 3000 bộ phim có thuyết minh phụ đề tiếng việt, gần 2000 video ca nhạc cùng hệ thống các phim tài liệu khác nhằm đáp ứng cho nhu cầu về dịch vụ theo yêu cầu. Bên cạnh đó thì các dịch vụ tƣơng tác, giá trị gia tăng cũng đƣợc VTC chú trọng phát triển. Các chƣơng trình nhƣ giáo dục từ xa, email, karaoke, shopping onlinegóp phần mang đến sự phong phú cho hệ thống dịch vụ IPTV của VTC. Cách thức triển khai dịch vụ IPTV của VTC cũng khá là mới mẽ khi ở mỗi tỉnh thành khác nhau thì dịch vụ IPTV của VTC lại có một thƣơng hiệu riêng nhƣ tại Đà Nẵng thì dịch vụ IPTV của VTC có thƣơng hiệu là Sông Hàn TV, tại Thành phố Hồ Chí Minh là Sài Gòn TV , ở Nghệ An là Lam Sơn TVĐiều này nhằm tạo tính thân thiện của dịch vụ tại các nơi khác nhau và đồng thời nhằm đáp ứng tốt nhất thị yếu của khách hàng tại các nơi để có cách phân bố nội dung tốt nhất. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 87 09LTĐT 3.5 Kết luận chƣơng Nội dung ở chƣơng này đã trình bày về hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV của công ty VTC Digicom đã giúp làm rõ về các thành phần trong hệ thống cũng nhƣ cách thức hoạt động và các loại hình cung cấp dịch vụ IPTV. Qua đó giúp hiểu thêm về một mô hình hoạt động cụ thể cung cấp dịch vụ IPTV trong thực tế và nắm bắt đƣợc những tiện ích mà hệ thống mang lại Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 1 09LTĐT KẾT LUẬN Dịch vụ IPTV ở nƣớc ta chỉ đƣợc xem là mới khởi đầu nhƣng khả năng phát triển của nó cũng nhƣ những khoản lợi nhuận rất lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ này thì có lẽ sẽ ở trong tƣơng lai rất gần. Dịch vụ IPTV sẽ tạo ra một bƣớc phát triển vƣợt bậc trong lĩnh vực truyền hình cũng nhƣ sự đa dạng về loại hình dịch vụ và nội dung. Điều đó có thể nói lên đƣợc dịch vụ IPTV sẽ là đối thủ cạnh tranh lại sự thống trị của truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh hiện nay. Sự khác biệt lớn nhất của dịch vụ IPTV so với các loại hình dịch vụ khác đó là dịch vụ IPTV mang lại sự chủ động cho khách hàng sử dụng. Họ có thể xem nhƣng gì họ muốn, vào thời gian nào họ rãnh rỗi mà không sợ bị lỡ mất chƣơng trình. Bên cạnh sự linh hoạt trong cách thức sử dụng thì sự phong phú về nội dụng và sự đa đang của các tiện ích đi kèm đã làm cho khách hang thích sử dụng dịch vụ IPTV nhiều hơn. Qua nội dung đã trình bày ở trên đã giúp hiểu tổng quan về dịch vụ IPTV với hệ thống hoạt động, các loại hình dịch vụ và các kĩ thuật trong hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV. Ngoài ra còn tìm hiểu về mô hình hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV của Công ty VTC Digicom. Vì đây là loại hình dịch vụ còn khá mới mẽ nên nội dung của đồ án có thể chƣa đầy đủ và các lập luận có thể có những thiếu sót do kiến thức còn hạn chế. Mong nhận đƣợc nhiều góp ý từ các thầy cô và bạn bè để đồ án của em có thể hoàn thiện hơn. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 2 09LTĐT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Hình 1.1 - Mô hình tổng quát hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV. Hình 2.1 - Quá trình nhận và thông báo tới các thuê bao để join vào group G và sourse S. Hình 2.1 - Một trong số các mô hình công nghệ mạng truy nhập xDSL. Hình 2.3 - Công nghệ mạng truy nhập FTTx. Hình 3.1 - Multicast VPN đƣợc thiết lập qua mạng IP/MPLS dành cho các lƣu lƣợng multicast. Hình 3.2 - Các LSP đƣợc thiết lập qua mạng lõi IP/MPLS dành cho lƣu lƣợng unicast. Hình 3.3 - Mô hình mạng gom và mạng truy nhập tại các tỉnh thành. Hình 3.4 - Các kết nối unicast cho nhiều thuê bao. Hình 3.5 - Các kết nối multicast cho các thuê bao. Hình 3.6 - Mô hình đấu nối. Hình 3.7 - Mô hình truy nhập đầu cuối và thiết bị IP. Đồ án tốt nghiệp GVHD : ThS. Võ Thị Hương SVTH : Hồ Anh Quân Trang 3 09LTĐT TÀI LIỆU THAM KHẢO  “ Công nghệ truy nhập đa dịch vụ”, Phạm Đình Luận, nhà xuất bản bƣu điện 2001.  “ Tìm hiểu công nghệ đƣờng dây thuê bao số xDSL, Nguyễn Anh Dũng, Nguyễn Thanh Mai, nhà xuất bản bƣu điện 2000.  “ Understanding IPTV” - Gilbert Held. First edition, Auerbach Publications, 2007.  “ H.264 & MPEG-4 Video Compression” – Iain E G Richardson. NXB Wiley.  “ IPTV & Internet Video : New markets in Television Boadcast” - Simpson & Howard Greenfield. First edition. Elsevier Inc , 2007.  Các tài liệu chuyên ngành viễn thông đƣợc hoc tại trƣờng.  Các bài viết hay trên mạng Internet, các tài liệu tham khảo do cô hƣớng dẫn hƣớng dẫn.