Tìm hiểu công nghệ iptv

Chương I : Tổng quan về mô hình TCP/IP I. Mô hình TCP/IP TCP/IP là một bộ giao thức mở được xây dựng cho mạng Internet mà tiền thân của nó là mạng ARPnet của bộ quốc phòng Mỹ. Do đây là một giao thức mở, nên nó cho phép bất kỳ một đầu cuối nào sử dụng bộ giao thức này đều có thể được kết nối vào mạng Internet. Chính điều này đã tạo nên sự bùng nổ của Internet toàn cầu trong thời gian gần đây. Trong bộ giao thức này, hai giao thức được sử dụng chủ yếu đó là giao thức truyền tải tin cậy TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Procol). Chúng cùng làm việc với nhau để cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng. II. Địa chỉ IP III. IP datagram IV. Định tuyến IP Chương II : Giới thiệu IPTV I. Tổng quan về công nghệ IPTV 1.1 Công nghệ IPTV 1.2 Cơ sở hạ tầng một mạng IPTV II. Các phương thức phát truyền tín hiệu của IPTV 2.1 Phát quảng bá (broadcasting 2.2 Phát theo yêu cầu 2.3 Một số đặc tính của IPTV III. Sơ đồ mạng tổng thể IPTV 3.1 Mạng nội dung 3.2 Mạng truyền tải 3.3 Mạng đầu cuối 3.4 Bộ quản trị quản lý (Network Management) Chương III : Nguyên lý tích hợp IPTV I. Television II. Chuẩn nén sử dụng trong IPTV Chương IV : Kiến trúc IPTV I. Tổng quan về mô hình truyền thông IPTV II. Mô hình IPTV và truyền tải các nội dung MPEG III. Ưu điểm của IPTV IV. So sánh IPTV với truyền hình Internet và CATV, DTH 4.1 IPTV và iTV 4.2 IPTV và CATV, DTH Chương V : Kết luận và khả năng ứng dụng I. Kết luận II. Tình hình phát triển dịch vụ IPTV tại Việt Nam III. Ứng dụng IPTV trên WIMAX Lời kết

doc84 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 4970 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tìm hiểu công nghệ iptv, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
trước Trường này được đặt trước để sử dụng sau này và có giá trị bằng 0 Các bit điều khiển Trường này gồm có 6 bít điều khiển: URG:Urgent pointer ACK: Acknowledgment PSH: Push RST: Reset (đặt lại liên kết) SYN: Synchronize (đồng bộ chỉ số dãy) FIN: không có thêm dữ liệu từ bên gửi Cửa sổ Chỉ ra kích thước cửa sổ cho dữ liệu phân phối giữa những lần nhận Checksum Kiểm tra lỗi để bảo vệ dữ liệu được gửi qua mạng con trỏ khẩn cấp Chỉ được dịch khi trường con trỏ khẩn cấp được cho phép Các tùy chọn và đệm Các tùy chọn là các bội số 8 bit có sẵn và có thể chứa các kiểu biến khác nhau. Các tùy chọn được lựa chọn sẽ quyết định độ dài của đoạn TCP. Đệm là phần cuối cùng của tiêu đề và tạo thành bởi các số 0 TCP ánh xạ segment sang giao thức IP sau khi chèn các thông tin cần thiết vào trong phần header.Như đã mô tả ở trên, TCP cung cấp toàn bộ các chức năng để truyền tải các dữ liệu qua mạng IP. 2.4.2 Sử dụng UDP để định tuyến các gói IPTV UDP là giao thức thuộc về bộ giao thức Internet. UDP cho phép máy chủ kết nối với mạng băng rộng để gửi tới các IPTVCD dịch vụ truyền hình quảng bá có chất lượng hài lòng người dùng. UDP giống với TCP nhưng là phiên bản sơ lược hơn, đưa ra cho số lượng tối thiểu các dịch vụ truyền tải. UDP là giao thức không liên kết, điều đó có nghĩa là kết nối giữa video server và IPTVCD không cần thiết lập trước khi dữ liệu được truyền đi. Video server đơn giản chỉ thêm vào địa chỉ IP đích và số cổng vào datagram và gửi tới cơ sở mạng để phân phát tới địa chỉ IP đích. UDP sử dụng các khối dữ liệu được gọi là các datagram để truyền nội dung qua mạng. UDP datagram: UDP datagram bao gồm 8 byte header và dữ liệu video. Các thành phần cơ bản của một UDP datagram được mô tả trong hình 4.10 và bảng 4.5 Hình 4.10 Định dạng datagram dựa trên UDP Bảng 4.5 Cấu trúc datagram IPTV dựa trên UDP Tên trường Chức năng Cửa nguồn chỉ ra chỉ số cửa của quá trình gửi datagram. Nó là cửa tùy chọn và nếu không được dùng thì sẽ được điền đầy bằng các số 0 Cửa đích Chỉ ra chỉ số cửa của quá trình đích đang chạy trên IPTVCD Độ dài Giúp cho IPTVCD xác định độ dài và kích thước của datagram UDP đang đến. Trường độ dài bao gồm một giá trị hệ 8, bao gồm cả tiêu đề và dữ liệu video thực sự. Checksum Trường này dài 2 byte chứa số được định trước, cho phép một IPTVCD kiểm lại tính nguyên vẹn của UDP đang đến dựa trên datagram IPTV. Dữ liệu video Phần này của datagram chứa dữ liệu video. Trong trường hợp môi trường IPTV, dữ liêu là một phần của datagram UDP được định dạng bởi giao thức dòng video và audio mà được sử dụng tại đầu cuối IPTV a/ Ưu điểm của UDP Không có ngắt trong quá trình truyền nội dụng video: không có trễ trong quá trình phân phối ngay cả khi trong mạng có các gói bị trễ hoặc bị hỏng. Ngược lại, khi sử dụng TCP, có thể xảy ra sự ngắt quãng khi phải chờ các gói bị trễ và các khung hình tới hoặc phải chờ các gói bị hỏng được thay thế. Dung lượng thấp: Kích thước header của UDP chỉ bao gồm có 8 byte trong khi TCP header chiếm tới 20 byte. Tốc độ thiết lập kết nối: thời gian thiết lập và hủy bỏ kết nối giữa IPTVCD và các thiết bị ở trung tâm dữ liệu IPTV ngắn. Do đó, việc phân phối các gói sử dụng giao thức UDP thương nhanh hơn so với sử dụng giao thức TCP. Hỗ trợ truyền một chiều: UDP không yêu cầu đường về, do đó cho phép các công ty sử dụng vệ tinh có thể truyền nội dung IPTV truyền đa điểm tới khách hàng của mình. b/ Nhược điểm của UDP Tính toàn vẹn của dữ liệu: Tính toàn vẹn của dữ liệu khi sử dụng UDP là không được bảo đảm khi UDP chỉ cung cấp một dịch vụ duy nhất là kiểm tra tổng và multiplexing thông qua số cổng. Bất kì vấn đề nào cũng có thể xảy ra trong quá trình truyền thông ở tại đầu cuối nào cần được điều khiển độc lập với các ứng dụng. Các vấn đề thường gặp như là phát lại, đóng gói và lắp ráp lại, truyền lại các gói bị mất, sự tắc nghẽn, và điều khiển luồng nằm ngoài khả năng sửa lỗi của UDP. Khó khăn trong việc vượt qua các tường lửa: Nhiều loại tường lửa trên mạng chặn các thông tin UDP gây ra các lỗi trong quá trình truyền thông. Đây không phải là vấn đề lớn đối với các nhà cung cấp dịch vụ IPTV, tuy nhiên nó cũng ảnh hưởng tới các công ty cung cấp dịch vụ Internet TV. 2.4.3 Sự khác biệt giữa TCP và UDP Khi các nhà cung cấp dich vụ phát nội dung IPTV tới các thuê bao, điều quan trọng là các nội dung này phải đến thiết bị của người dung đúng lúc. Nói cách khác, các gói video phải không bị ngắt quãng. Do đó, nhà cung cấp dịch vụ cần chắc chắn trong việc sử dụng giao thức hỗ trợ khả năng phân phối qua hạ tầng mạng. Mặc dù TCP cung cấp các ứng dụng với nhiều đặc trưng về mạng so với UDP, nhưng các nhà cung cấp dịch vụ IPTV không thường chọn TCP là giao thức tryền tải. Điều này chỉ ra một thực tế rằng IPTV là ứng dụng thời gian thực và không có trễ. TCP có thể đưa ngầm vào sự phân phối nội dung video IP do thực tế rằng giao thức sử dụng cơ chế điều khiển dòng. Đặc điểm và hạn chế của TCP đối với phân phối chương trình thời gian thực: Cân bằng giữa độ nhạy và độ trễ : IPTV ít nhạy với mất hoặc ngắt gói hơn là với độ trễ. Việc truyền lại các gói nâng cao độ tin cậy của kết nối giữa máy chủ và thiết bị truy cập IPTV. Tuy nhiên, khi việc truyền lại diễn ra nhiều thì sẽ làm độ trễ tăng lên. TCP là giao thức kết nối liên kết : Như đã trình bày ở trên TCP yêu cầu thiết lập kết nối logic giữa máy chủ và IPTVCD trước khi truyền các nội dung IPTV. Khi người xem chuyển từ kênh này sang kênh khác cũng sẽ gây ra độ trễ đối với môi trường truyền hình trực tiếp của IPTV. Hỗ trợ sửa lỗi : TCP cung cấp nhiều tính năng, đáng chú ý là khả năng sửa lỗi và điều khiển luồng. Tuy nhiên, việc sửa lỗi trong mạng IP video có thể làm giảm chất lượng dịch vụ tới khách hàng. Mất gói IP : quá trình xử lý mất các gói IPTV nhiều hay ít cũng giống như quá trình sửa ngắt gói IPTV. Các gói bị mất cũng cần được truyền lại, gây ra ảnh hưởng bất lợi tới dịch vụ phân phối IPTV. Hỗ trợ điều khiển luồng : bên cạnh vấn đề sửa lỗi và thiết lập kết nới logic, giao thức TCP còn hỗ trợ điều khiển tốc độ bit luồng dữ liệu gửi đi, có thể gây ra nhiều trở ngại trong việc truyền và nhận nội dung IPTV. Trở ngại này xảy ra khi vùng đệm IPTV bắt đầu tràn các gói IPTV hoặc mạng bị nghẽn. Khi xảy ra trường hợp này, máy chủ được yêu cầu giảm tốc độ gửi các gói tin lên mạng. Nếu máy chủ thực hiện hiện yêu cầu giảm tốc độ, có một khả năng là hình ảnh sẽ không hiển thị được khi tốc độ giảm. Nếu bản tin dừng thực hiện, dịch vụ IPTV sẽ tắt hoàn toàn. Không hỗ trợ đa truyền thông : TCP không hoạt động hiệu quả trong môi trường đa truyền thông. Do đó, UDP là lựa chọn tốt hơn TCP đối với các dịch vụ truyền thông như các ứng dụng đa truyền thông IPTV và truyền quảng bá. Đặc điểm của truyền video: video bao gồm một chuỗi các ảnh liên tiếp, bất cứ khi nào xảy ra ngắt với tốc độ mà tại đó các hình ảnh này được xử lí và hiển thị trên ITVCD cũng làm giảm chất lượng hình ảnh hiển thị và ảnh hưởng tới người sử dụng. Thời gian xử lí mỗi ảnh riêng biệt chỉ mất khoảng một phần của giây. Nếu sử dụng TCP để sửa lỗi do ngắt, cơ chế sửa lỗi như sau: IPTVCD sẽ báo gói dữ liệu bị lỗi bằng việc đặt cờ. Một bản tin sẽ được gửi tới máy chủ IPTV để thông báo cho ứng dụng biết 1 trong các gói nhận được bị ngắt. Dưới sự quản lí của TCP, máy chủ cần phải tìm ra và gửi lại gói bị ngắt. IPTV CD nhận được gói mới trong vung đệm và hiển thị nội dung video trong gói đó. Trong khi TCP thực hiện các bước ở trên, IPTVCD phải chờ gói bị lỗi được truyền lại và phải để trống luồng video hoặc bỏ qua gói truyền lại khi nhận được. Do đó kĩ thuật sửa lỗi của TCP là không cần thiết. Đây là những nguyên nhân chính TCP ít được sử dụng trong IPTV trực tiếp. TCP được dùng trong các ứng dụng khác như e-mail, download các chương trình Internet TV. Mặc dù, độ tin cậy và khả năng sử lỗi của UDP không bằng TCP nhưng UDP là giao thức được lựa chọn để phân phát các dịch vụ IPTV. UDP có các nhược điểm sau : không có khả năng tìm và sửa lỗi. Vấn đề này được khắc phục bằng cách gắn các hàm sửa lỗi vào các ứng dụng IPTV chạy trên các mạng hoặc trong chính các dòng video. 2.6 Lớp IP Sau lớp truyền tải là lớp IP, nhiệm vụ chính của lớp này là đưa các dữ liệu tới các vi trí mạng riêng biệt thông qua nhiều mạng độc lập được liên kết với nhau gọi là liên mạng. Lớp này được sử dụng để gửi các dữ liệu thông qua các đường khác nhau tới đích. IP là giao thức tốt nhất được sử dụng trong lớp liên mạng, giao thức này cung cấp dịch vụ phân phát gói cơ bản cho tất cả các dịch vụ IPTV. Các loại dịch vụ này với hệ thống truyền đơn điểm, nơi các gói được truyền từ nguồn tới một IPTVCD đích, khác với hệ thống truyền đa điểm nơi mà các gói được truyền từ máy chủ tới nhiều IPTVCD. IPv4 là giao thức phổ biến nhất được sử dụng trong mạng IPTV ngày nay. Nhiệm vụ chính của IP là phân phát các bit dữ liệu trong các gói từ nguồn tới đích. IP sử dụng kỹ thuật có hiệu quả cao nhất để phân phát dữ liệu, nói cách khác không có tiến trình nào đảm bảo quá trình phân phát thông tin qua mạng. Các khối cơ sở của giao thức IP là các đoạn bit dữ liệu được đặt trong các gói và được định địa chỉ. Gói IP là đơn vị dữ liệu bao gồm dữ liệu video thực và các thông tin của việc nhận video từ trung tâm cung cấp dữ liệu IPTV tới đích IPTVCD. Thành phần chính của một gói IPv4 được mô tả trong hình 4.11 và bảng 4.6. Cách đánh địa chỉ IP : trong môi trường IPTV, địa chỉ IPv4 thường được dùng để định nghĩa IPTVCD và trung tâm cung cấp dữ liệu. Địa chỉ IPv4 là chuỗi 4 số được ngăn cách với nhau bằng các dấu chấm để định nghĩa 1 cách chính xác vị trí vật lí của 1 thiết bị, ví dụ như set-top box, trong mạng. Địa chỉ IPv4 gồm 32 bit trong hệ nhị phân. Các số nhị phân này được chia thành 4 octet, mỗi octet 8 bit, mỗi octet được đại diện bởi 1 số hệ thập phân nằm trong khoảng từ 0 đến 255. Mỗi octet được ngăn cách bởi 1 dấu chấm trong hệ thâp phân. Địa chỉ IP được tổ chức thành 2 phần: Địa chỉ mạng dùng để định nghĩa mạng băng rộng mà IPTVCD kết nối tới. Địa chỉ host dùng để định nghĩa các thiết bị IPTV. Hình 4.11 Định dạng gói video IPv4 Bảng 4.6 Cấu trúc gói video IPv4 Tên trường Chức năng Phiên bản Chỉ ra phiên bản của IP được sử dụng trên mạng _ IPv4 hay IPv6 Độ dài Header Mô tả kích thước của header, giúp cho IPTVCD nhận ra payload của dữ liệu video bắt đầu ở đâu Loại dịch vụ Còn được biết là điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP (Differentiated services code point). Trường này khá quan trọng cho việc phân phối nội dung IPTV bởi vì nó cho nhà cung cấp dịch vụ thiết đặt loại nội dung được mang trong gói dữ liệu. Thông tin này sau đó được xử lí bởi bộ định tuyến IP trong hệ thống mạng. Điều này cho phép các bộ định tuyến chấp nhận và làm cho mức chất lượng dịch vụ thích hợp với những loại lưu lượng khác nhau Tổng chiều dài Báo cho IPTVCD biết toàn bộ chiều dài của gói IPTV. Giá trị này có độ dài 16bit, có nghĩa là một gói có thể có kích thước tối đa là 65535 byte thẻ nhận dạng Được bộ định tuyến sử dụng để phân một gói lớn thành nhiều mảnh nhỏ. Khi được phân mảnh, bộ định tuyến sử dụng trường này để phân biệt các mảnh khác nhau của gói ban đầu Cờ Các cờ xác định các kiểu phân mảnh khác nhau, hoặc gói là một mảnh, hoặc nó được cho phép phân mảnh, hoặc gói đó là mảnh cuối cùng hay có thêm mảnh khác. Độ dời của mảnh Khi một gói IPTV được phân mảnh và chuyền đi qua mạng thì chức năng của IPTVCD là tổng hợp các mảnh theo đúng thứ tự. Trường này đánh số mỗi mảnh, cho phép IPTVCD tổng hợp lại theo đúng thứ tự Thời gian sống Vì một gói IP chuyền qua mạng, trường thời gian sống sẽ được mỗi bộ định tuyến dọc theo đường truyền kiểm tra và giá trị bên trong trường này sẽ được giảm dần. Quá trình này tiếp tục cho đến khi giá trị trường này giảm về 0. Khi điều này xảy ra có nghĩa là gói này hết hạn và sẽ bị loại bỏ. Chức năng chính của trường này là để loại bỏ các gói trên mạng mà không có khả năng truyền đến đích. Điều này sẽ làm giảm tắc nghẽn trên mạng. Giá trị của trường này trong khoảng từ 30 đến 32. Giao thức Trường dài 8 bit, chỉ ra loại giao thức đóng gói bên trong datagram IP. Nếu giá trị là một thì sau đó ICMP được dùng, là hai tương ứng với IGMP, là 6 được sử dụng cho lưu lượng TCP, và 17 được sử dụng cho ứng dụng UDP Kiểm tra tổng header cho phép IPTVCD tách datatgram khỏi header lỗi. Gói bị lỗi thường bị IPTVCD loại bỏ hay hủy Địa chỉ nguồn Chứa địa chỉ IP của thiết bị gửi gói IPTV. Trong môi trường IPTV, thiết bị gửi thường là máy chủ VoD hoặc là bộ mã hóa. Địa chỉ đích Chứa địa chỉ của thiết bị nhận được chỉ định. Trong môi trường IPTV, địa chỉ này thường là địa chỉ của IPTVCD Tùy chọn và đệm Được nhà cung cấp IPTV sử dụng để cung cấp thêm các đặc điểm khác Dữ liệu Là nội dung video 2.7 Lớp liên kết dữ liệu Lớp liên kết dữ liệu lấy các dữ liệu thô từ lớp IP và định dạng chúng thành các gói phù hợp để truyền qua mạng vật lí. Chú ý, lớp liên kết dữ liệu khác với các giao thức mạng. Kĩ thuật Ethetnet là một trong những kĩ thuật phổ biến hơn được sử dụng trong hệ thống IPTV. Lớp liên kết dữ liệu bao gồm các chức năng dành cho các mạng dựa trên Ethernet : Encapsulation : Lớp này thêm vào các gói IPTV 1 header. Ethernet header là loại Encapsulation phổ biến nhất dùng trong lớp liên kết dữ liệu của IPTVCD. Các thành phần cơ bản của Ethernet header được giải thích trong bảng 4.7. Định địa chỉ : Lớp liên kết dữ liệu xử lí các địa chỉ vật lí của mạng người sử dụng và các thiết bị chủ. Hệ thống địa chỉ khác nhau với các topo mạng. Ví dụ, địa chỉ MAC được sử dụng trong mạng Ethernet. Mỗi thiết bị kết nối với mạng IPTV thì có 1 địa chỉ MAC. Độ dài của địa chỉ MAC là 48 bit và thường được biểu diễn bằng 12 số trong hệ 16. Trong 12 số hệ 16 này, 6 số đầu tiên để dành cho nhà sản xuất thiết bị IPTV và các số còn lại được dùng để định nghĩa giao diện mạng ảo. Kiểm tra lỗi : chức năng kiểm tra lỗi được dung trong vài lớp mô hình IPTV, bao gồm cả lớp liên kết dữ liệu. Các gói bị ngắt là lỗi thường gặp trong quá trình truyền các nội dung video qua mạng dựa trên IP. Phương pháp sửa lỗi thường dùng là kiểm tra dư thừa vòng CRC trong IPTV để tìm và loại bỏ các gói bị ngắt. Điều khiển luồng : Điều khiển luồng là một trong chức năng của lớp truyền tải. Trong mạng IPTV, điều khiển luồng cho thiết bị IPTV của người sử dụng không bị tràn bởi các nội dung. Lớp liên kết dữ liệu cùng với lớp truyền tải thực hiện bất kì yêu cầu điều khiển luồng nào. Bảng 4.7 Cấu trúc của Ethernet header Tên trường trong Header Kích thước (bit) Chức năng Địa chỉ đích mạng Ethernet 48 Chỉ ra địa chỉ của giao diện đích Địa chỉ nguồn mạng Ethernet 48 Chỉ ra địa chỉ của giao diện nguồn Loại mã 16 Chỉ ra giao thức được sử dụng trong việc định dạng gói. Ví dụ kiểu gói "TCP/IP" chứa giá trị kiểu hex "0 x 80 0 x 00" Bảng 4.8 Cấu trúc khung Ethernet được dùng để mang nội dung MPEG-2 Mô tả Kích thước Các dòng gói truyền tải MPEG bảy Mỗi gói có kích thước 188 byte (184 byte chứa nội dung video, cộng với 4 byte được dùng làm thông tin header). Gói MPEG - TS bảy này chiếm 1316 byte (10528 bit) của khung Tiêu đề RTP Tiêu đề này chiếm 12 byte của khung Ethernet Tiêu đề UDP Tiêu đề này chiếm 8 byte của khung Ethernet Tiêu đề IP Tiêu đề này chiếm 20 byte của khung Ethernet Tiêu đề Ethernet Tiêu đề này chiếm 14 byte của khung Ethernet 2.8 Lớp vật lý Lớp vật lí quy định luật lệ truyền các bit số qua mạng. Nó đề cập đến việc đưa các dữ liệu qua các mạng vật lí riêng biệt như x DSL, và không dây. Lớp này định nghĩa cấu hình mạng vật lí, thông số kĩ thuật, điện trong môi trường truyền. Khi dòng bit được truyền qua mạng, các gói được chuyển từ lớp thấp đến lớp cao trong mô hình truyền thông IPTV. Ví dụ lớp liên kết dữ liệu sẽ kiểm tra các gói và loại bỏ đi phần header Ethernet và trường sửa lỗi CRC. Tiếp đó sẽ kiểm tra trường kiểu mã của Ethernet header và xác định gói cần được xử lý bởi giao thức IP. Do đó gói dữ liệu được chuyển lên lớp mạng, lớp mạng kiểm tra và loại bỏ đi phần IP header và chuyển gói đó lên lớp truyền tải. Phương pháp bỏ đi phần header khi qua các lớp khác nhau gọi là bóc gói. Quá trình này tiếp tục được thực hiện cho tới khi gói dữ liệu lên đến tầng trên cùng trong mô hình và hình ảnh gốc được thể hiện trên màn hình TV của người xem. Bảng 4.9 Tổng kết các lớp trong mô hình IPTV STT Lớp Tên lớp Tổng quan 1 Vật lý Xác định các thuộc tính của các phương tiện truyền thông trong mạng chịu trách nhiệm truyền các bit dữ liệu IPTV 2 Liên kết dữ liệu Quản lý các cơ chế được sử dụng để truy cập thiết bị truyền thông trong mạng. Kiểm soát lỗi, đồng bộ và điều khiển luồng là những chức năng khác mà lớp này cung cấp. 3 IP Chức năng của lớp này có quan hệ với việc định tuyến các gói IP truyền trên mạng. Các cơ chế như là đánh địa chỉ và điều khiển tắc nghẽn thương được lớp IPTVCM này sử dụng 4 Giao vận Chức năng chính của lớp này là để đảm bảo rằng các gói IPTV đến được đích. TCP và UDP đều vận hành tại lớp này 5 RTP (tùy chọn) Mặc dù UDP là giao thức được lớp giao vận ưu tiên sử dụng hơn cho việc phân phối nội dung IPTV trên mạng băng rộng, nhưng nó cũng ko phải là giao thức đang tin cậy và nó không hỗ trợ việc sửa lỗi hay giải quyết vấn đề các gói đến IPTVCD không theo đúng thứ tự. Do đó, một số các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng RTP để giải quyết những thiếu hụt cỗ hữu trong giao thức UDP. 6 Xây dựng dòng truyền tải Lớp này đóng gói các dòng bít video và audio. Các gói có độ dài 188 byte 7 Lớp đóng gói Video Lớp này tạo một dòng các gói PES đã được đánh dấu thời gian 8 Mã hóa Video Các dòng audio và video cơ bản làm thành nền tảng cho lớp IPTVCM. Định dạng của dòng truyền được sử dụng ở lớp này phụ thuộc vào thuật toán nén sử dụng bởi bộ mã hóa III. Ưu điểm của IPTV Truyền hình số được định thời một cách chính xác, là dòng dữ liệu liên tục có tốc độ bit không đổi, thường hoạt động trên các mạng mà mỗi tín hiệu được truyền đều phục vụ cho mục đích truyền hình. Trái với truyền hình, mạng IP truyền những loại dữ liệu khác nhau từ rất nhiều nguồn trên một kênh chung, bao gồm thứ điện tử, trang web, tín nhắn trực tiếp, tiếng nói qua IP (VoIP) mà nhiều loại dữ liệu khác. Để truyền đồng thời những dữ liệu này, Mạng Internet phân thông tin thành các gói. Như vậy, rõ ràng là IP và truyền hình không phải là một sự kết hợp hoàn hảo về công nghệ. Việc chọn các mạng dựa trên IP để truyền tín hiệu truyền hình có thể thành năm điểm sau: Mạng IP băng rộng đã vươn tới rất nhiều gia đình ở nhiều nước, các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có thể sử dụng những mạng này để phát các dịch vụ truyền hình mà không cần xây dựng hệ thông mạng riêng của họ. IP có thể đơn giản công việc phát các dịch vụ truyền hình mới, như là chương trình tương tác, truyền hình theo yêu cầu… Giá thành của mạng IP tiếp tục giảm do số thiết bị được sản xuất mỗi năm rất lớn và sự tồn tại của các chuẩn trên toàn thế giới. Mạng IP có mặt trên toàn thế giới, và số người dùng mạng Internet tốc độ cao tiếp tục tăng rất nhanh. IP là công nghệ hoàn hảo cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm sự trao đổi dữ liệu, mạng cục bộ, chia sẻ tệp tin, lướt web và nhiều nhiều nữa… IP cung cấp cơ chế để định hướng truyền gói giữa các thiết bị được liên kết trong mạng. IP là một giao thức phổ biến được sử dụng khắp các mạng Internet và hàng triệu các mạng khác có sử dụng IP. Với việc sử dụng các mạng IP để truyền dẫn tín hiệu truyền hình, việc xem truyền hình hiện đại sẽ rất khác so với xem truyền hình trước đây. Các tín hiệu truyền hình bây giờ không khác gì những dữ liệu khác. Nhờ đó, ngoài các kênh truyền hình quảng bá truyền thống, chúng ta sẽ có thêm những kênh truyền hình riêng biệt, tương tác để thỏa mãn nhu cầu của từng người. Những ưu điểm nổi bật của IPTV : Người xem sẽ không bỏ lỡ bất kỳ phần nào của chương trình ưa thích thông qua chức năng tạm dừng, lưu lại, lướt nhanh … The viewer will no longer miss any part of his/her programme if he/she has to attend to urgent work.* IPTV lets you record your favourite programmes so that you can watch them at a time convenient to you.IPTV cho phép bạn ghi lại các chương trình yêu thích của bạn để bạn có thể xem chúng ở một thời điểm thuận tiện. Furthermore, you can record multiple programmes at the same time through IPTV.Hơn nữa, bạn có thể ghi lại nhiều chương trình cùng một lúc thông qua IPTV. * IPTV ensures high quality of sound and picture, almost like when a DVD is played.IPTV đảm bảo chất lượng cao của âm thanh và hình ảnh, gần giống như khi một đĩa DVD. Người dùng có thể lựa chọn những bộ phim mình ưa thích và xem bất cứ lúc nào họ muốn thông qua dịch vụ VoD. * All the channels that are live and are being broadcast can be availed through IPTV.* IPTV is not affected by changes in the weather unlike cable TV and DTH service.IPTV không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong thời tiết không giống như truyền hình cáp và DTH. Apart from being a high quality service, IPTV gains a brownie point for providing uninterrupted transmission during bad weather. Bên cạnh là một dịch vụ chất lượng cao, IPTV hầu như không bị gián đoạn đường truyền do thời tiết xấu. Vì IPTV là một công nghệ mới nên không tránh được các nhược điểm sau : Vì IPTV là dựa trên giao thức Internet, nên nhạy cảm với sự trễ gói, mất mát và kết nối IPTV không phải là đủ nhanh. Phụ thuộc vào tốc độ của đường truyền xDSL. Chi phí cao. Ngoia2Ng IV. So sánh IPTV với truyền hình Internet và CATV, DTH 4.1 IPTV và iTV Do đều được truyền trên mạng dựa trên giao thức IP, người ta đôi lúc hay nhầm IPTV là truyền hình Internet. Tuy nhiên, 2 dịch vụ này có nhiều điểm khác nhau: Các nền khác nhau Truyền hình Internet sử dụng mạng Internet công cộng để phân phát các nội dung video tới người sử dụng cuối. IPTV sử dụng mạng riêng bảo mật để truyền các nội dung video đến khách hàng. Các mạng riêng này thường được tổ chức và vận hành bởi nhà cung cấp dịch vụ IPTV. Về mặt địa lí Các mạng do nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sỡ hữu và điều khiển không cho phép người sử dụng internet truy cập. Các mạng này chỉ giới hạn trong khu vực địa lí cố định. Trong khi, mạng internet không có giới hạn về địa lí, người dùng internet nào cũng có thể xem truyền hình internet ở bất kì đâu trên thế giới. Quyền sở hữu hạ tầng mạng Khi nội dung video được gửi qua mạng Internet công cộng, các gói sử dụng giao thức Internet mạng nội dung video có thể bị trễ hoặc mất khi nó di chuyển trong các mạng khác nhau tạo nên mạng Internet công cộng. Do đó, nhà cung cấp các dịch vụ truyền hình ảnh qua mạng Internet không đảm bảo chất lượng truyền hình như với truyền hình mặt đất, truyền hình cáp hay truyền hình vệ tinh. Thực tế là các nội dung video truyền qua mạng Internet khi hiển thị trên màn hình TV có thể bị giật và chất lượng hình ảnh thấp. Trong khi, IPTV chỉ được phân phối qua một hạ tầng mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Do đó người vận hành mạng có thể điều chỉnh để có thể cung cấp hình ảnh với chất lượng cao. Cơ chế truy cập Một set-top box số thường được sử dụng để truy cập và giải mã nội dung viedeo được phân phát qua hệ thống IPTV , trong khi PC thương được sử dụng để truy cập các dịch vụ Internet. Các loại phần mềm được sử dụng trong PC thường phụ thuộc vào loại nội dung truyền hình Internet. Ví dụ như, để download các chương trình TV từ trên mạng Internet, đôi khi cần phải cài đặt các phần mềm media cần thiết để xem được nội dung đó. Hay hệ thống quản lí bản quyền cũng cần để hỗ trợ cơ chế truy cập. Giá thành Phần trăm nội dung chương trình được phân phát qua mạng Internet công cộng tự do thay đổi. Điều này khiến các công ty truyền thông đưa ra các loại dịch vụ dựa trên mức giá thành. Giá thành các loại dịch vụ IPTV cũng gần giống với mức phí hàng tháng của truyền hình truyền thống. Các nhà phân tích mong rằng truyền hình Internet và IPTV có thể hợp lại thành 1 loại hình dịch vụ giải trí. 4.2 IPTV và CATV, DTH Như đã phân tích ở trên, so với IPTV thì CATV và DTH thường gặp phải các vấn đề sau: a/ Tín hiệu tại thuê bao nhiễu Do mức tín hiệu tại thuê bao thấp. Cần đo kiểm tra mức tín hiệu tại đầu vào của tivi. Nguyên nhân và cách khắc phục: Cáp thuê bao quá xa. Thiết kế và thi công bổ xung mạng cáp vào sát nhà thuê bao hơn nữa. Hộp kênh của tivi bị hỏng, các kênh thu được chất lượng không đồng đều Đầu nối vào thuê bao tại hộp thiết bị đã qua nhiều tầng chia. Kiểm tra và thay thế các bộ chia thành 1 bộ chia nhiều đường cho phù hợp. Kênh đang sử dụng bị xuyên nhiễu từ các hệ thống vô tuyến bên ngoài (số mặt đất, điện thoại di dộng, ....). Tăng cường khả năng bọc kim chống can nhiễu, nhất là tại điểm đấu giữa tivi và cáp. Kiểm tra mạng xem có vị trí nào bị hở vỏ bọc kim loại hoặc thiết bị lắp đặt chưa kín b/ Tín hiệu bị nhấp nháy Khi xem tín hiệu tại tivi thấy lúc có hình lúc không. Nguyên nhân và biện pháp khắc phục: Điện áp nguồn cấp cho khuếch đại không đủ. Do 2 lý do: điện áp nguồn cấp vào hệ thống không đủ 220 V~ hoặc trên mạng có điểm cáp bị ôxy hoá gây ra điện trở cao. Đo kiểm tra điện áp nguồn, nếu không đủ thì lắp ổn áp. Kiểm tra tuyến cáp nghi là điện trở thay đổi, tháo đầu jack kiểm tra. Nếu cáp đã bị ôxy hoá quá nhiều thì phải thay cáp. Lắp bổ xung nguồn điện. c/ Các kênh tín hiệu có mức không đồng đều Khi đo bằng đồng hồ đo hiển thị dải phổ thấy các kênh có mức tín hiệu không đồng đều. Nguyên nhân: lỗi khi làm jack, cáp bị biến dạng. Kiểm tra lại jack, làm lại jack để đảm bảo kết nối, thay thế đoạn cáp bị biến dạng. d/ Hình bị các vạch xước ngang Hình ảnh trên màn hình tivi có các vạch xước ngang mầu trắng. Nguyên nhân: mức đầu vào khuếch đại vượt mức ngưỡng, dẫn đến hiện tượng đỉnh tín hiệu bị cắt, những xung tín hiệu đạt mức đỉnh sẽ hiển thị là xung trắng trên màn hình. Đo kiểm tra mức tín hiệu đầu vào của khuếch đại, lắp đặt bổ xung thiết bị để điều chỉnh mức tín hiệu đảm bảo chất lượng tín hiệu đầu vào như thiết kế đối với khuếch đại. e/ Tín hiệu có vạch ngang liên tục hết màn hình Trên màn hình tivi có nhiều vạch ngang mầu trăng như dòng kẻ đi hết màn hình. Nguyên nhân: trùng tần số với một kênh truyền hình khác của hệ thống truyền hình quảng bá. Kiểm tra việc bọc kim chống nhiễu trên hệ thống, đặc biệt tại jack tivi. f/ Mất tín hiệu Không thu được tín hiệu trên tivi. Nguyên nhân: cáp tín hiệu bị đứt, mất nguồn khuếch đại. Kiểm tra phạm vi mất tín hiệu, đánh giá trên sơ đồ mạng cáp để phán đoàn khả năng mất tín hiêu do nguyên nhân nào. Gọi điện đến nhà cung cấp điện, nếu báo mất điện thì chờ khi có điện lại rồi kiểm tra tín hiệu tại thuê bao. Nếu không bị mất điện thì ra hiện trường kiểm tra đo đạc thực tế trên mạng để xác định vị trí đứt cáp, hỏng thiết bị. Lên phương án và tiến hành thay thế. g/ Tín hiệu mầu bị vằn Hình ảnh có những vạch lượn sóng dọc theo màn hình. Nguyên nhân: Tín hiệu bị sai pha mầu, có thành phần hài nằm xen vào sóng mang mầu. Sử dụng phân tích phổ đo kiểm tra xem có thành phần tần số lạ nằm trong băng tần của kênh bị nhiễu hay không. Nếu có thì phải kiểm tra và thay thế khuếch đại trên hệ thống. h/ Chất lượng tín hiệu tại thuê bao xấu đi đột ngột Khách hàng đang xem bình thường đột nhiên thấy tính hiệu một vài kênh bị xấu. Nguyên nhân: đường truyền tín hiệu từ mạng đến nhà khách hàng bị thay đổi đột ngột. Biến dạng vỏ cáp, bị đóng đinh vào cáp, vỏ cáp bị rách...... Cần kiểm tra lại tuyến cáp đến nhà thuê bao hoặc tuyến cáp trục đến hộp cấp tín hiệu cho thuê bao, hoặc thiết bị chia cho thuê bao có thể hỏng một đường. Chương V : Kết luận và khả năng ứng dụng I. Kết luận IPTV (Internet Protocol Television) là một hệ thống mà ở đó dịch vụ truyền hình số nhận được nhờ giao thức Internet Protocol thông qua một cấu trúc mạng, có thể bao gồm bởi một kết nối băng rộng. Thay vì nhận được nội dung chương trình truyền hình từ các phương thức truyền thống hay qua cáp quang, người xem tiếp nhận tín hiệu truyền hình thông qua mạng máy tính. Với người sử dụng, IPTV thường được cung cấp theo dạng Video theo yêu cầu (Video on demand – VoD) và có thể bao gồm các dịch vụ Internet như truy cập Web và VoIP. Gói thương mại gồm IPTV, VoIP và truy cập Internet thường được nhắc đến như là dịch vụ “Triple Play” (trường hợp thêm cả dịch vụ di động sẽ gọi là “Quadruple Play”). IPTV thường được cung cấp bởi các nhà cung cấp sử dụng hạ tầng mạng đóng. Phương pháp mạng đóng này là một đối thủ cạnh tranh với phương pháp thu nhận tín hiệu truyền hình thông qua mạng Internet công cộng, được gọi là Truyền hình Internet. Về mặt thương mại, IPTV có thể sử dụng để nhận tín hiệu truyền hình thông qua mạng LAN. 1.1 Tính ưu việt Nền tảng trên cơ sở IP mang đến cho IPTV những ưu việt rõ rệt, trước hết phải kể tới khả năng tích hợp truyền hình với các dịch vụ trên cơ sở truy cập Internet tốc độ cao và VoIP. Một mạng chuyển mạch IP còn cho phép nhận được nhiều nội dung hơn và nhiều chức năng hơn. Với một TV thông thường hay một mạng vệ tinh, việc sử dụng công nghệ quảng bá, toàn bộ nội dung là giống nhau đối với tất cả các khách hàng, và các khách hàng thực hiện việc thay đổi nội dung tại bộ set-top box. Khách hàng có thể lựa chọn từ nhiều dịch vụ như điện thoại, cáp hay vệ tinh đã được gửi tới tận nhà ở của họ. Một mạng chuyển mạch IP lại hoạt động hoàn toàn khác. Nội dung chương trình đã có sẵn trên mạng, và chỉ nội dung nào được khách hàng lựa chọn mới được gửi tới nhà của khách hàng. Điều này giúp giải phóng cho kênh truyền không bị gới hạn bởi băng thông và do vậy cho phép khách hàng có thể lựa chọn giới hạn tối thiểu cho kênh truyền tới nhà của mình tuỳ thuộc vào nội dung mình lựa chọn. Điều này cũng hàm ý rằng sự riêng tư của khách hàng có thể thoả hiệp để có sự mở rộng hơn khả năng có thể so với TV truyền thống hay các mạng vệ tinh. 1.2 Tính tương tác Trên nền IP nên cho phép đưa tới những cơ hội lớn cho người xem truyền hình ngoài tính năng tương tác và các sở hữu cá nhân. Nhà cung cấp có thể lồng thêm một bản chỉ dẫn chương trình cho phép người xem tìm kiếm nội dung bằng một thông tin hay tên của diễn viên, hay như chức năng “hình trong hình – picture-in-picture” cho phép họ “lướt kênh – channel surf” khi không cần phải chuyển kênh mà họ đang xem. Người xem có thể tìm hiểu về tình trạng của các cầu thủ khi họ đang xem các chương trình thi đấu thể thao hoặc điều khiển góc quay của Camera. Thậm chí họ còn có thể xem ảnh hoặc nghe nhạc từ PC trên TV của mình, sử dụng điện thoại không dây để đặt lịch ghi hình các chương trình ưa thích, hay xa hơn nữa là đưa ra các điều khiển của các bậc cha mẹ để con cái họ có thể xem tài liệu về báo cáo của trường học trong khi họ đang ở xa nhà. Cũng cần lưu ý rằng, các tính năng này dù ở những mức độ khác nhau nhưng đều có thể thực hiện được bởi các hệ thống trước đây như truyền hình số mặt đất, vệ tinh hay mạng cáp thông qua một set-top box. 1.3 VOD Tính năng Video theo yêu cầu VOD cho phép khách hàng  truy cập trực tiếp vào chương trình hoặc catalogue phim để xem đoạn phim quảng cáo và sau đó lựa chọn chương trình cho mình theo ý thích. Chương trình đã chọn sẽ được phục vụ gần như tức thời trên TV hay PC của khách hàng. Về mặt kỹ thuật, khi khách hàng lựa chọn chương trình, một kết nối điểm tới điểm đã được thiết lập giữa bộ giải mã (Set-top-box hay PC) của khách hàng và Server mạng. Các chức năng (pause, slow-motion, wind/rewind...) được đảm bảo bởi RTSP (Real Time Streaming Protocol). Các bộ Codec thường dùng cho VOD là MPEG-2, MPEG-4 và VC-1. Nhằm ngăn ngừa tình trạng in sao lậu, các nội dung VOD thường được khoá mã. Trong khi các khoá mã của các hệ thống truyền hình vệ tinh, cáp là những công nghệ cũ thì đối với IPTV chúng có thể hiệu quả hơn vì sử dụng công nghệ quản lý bản quyền số. Một phim đã được chọn, ví dụ có thể xem trong vòng 24 giờ, sau thời gian đó là không thể. 1.4 Chức năng ba trong một – triple play Thông thường, tín hiệu truyền hình được đưa tới TV thông qua một đường cáp hoặc từ một Antenna mặt đất, còn tín hiệu điện thoại được đưa tới bằng một đường khác và tín hiệu Internet lại đến từ một đường khác nữa. Cả hai nhà cung cấp dịch vụ cáp và điện thoại đều đã đưa ra giải pháp truyền cả ba dịch vụ trên trong một dây dẫn, tuy nhiên giá cả đều cao. Chức năng ba trong một của IPTV được hiểu là các tín hiệu điện thoại, số liệu và Video được gói chung vào rồi đưa tới một kết nối duy nhất. Chức năng ba trong một của IPTV còn có nghĩa là sự kết hợp của ba dịch vụ (Tín hiệu Video, thoại và Internet) được gói chung với nhau tạo rất nhiều thuận tiện cho khách hàng nhưng chỉ đòi hỏi một chi phí thấp hơn nhiều so với các công nghệ cũ. Người ta còn có thể tích hợp thêm cả dịch vụ không dây vào hệ thống. Có thể nói chức năng ba trong một không là vấn đề gì đáng kể đối với IPTV nhưng nó xứng đáng là một thành quả quan trọng đối với lĩnh vực Video. 1.5 Các dịch vụ hội tụ trên cơ sở IPTV Một ưu việt nữa của mạng IP là khả năng tích hợp và hội tụ. Các dịch vụ hội tụ tạo ra sự tương tác lẫn nhau của các dịch vụ tưởng như không hề có sự liên quan với nhau thành các dịch vụ với một giá trị mới. On-Screen Caller ID là một ví dụ điển hình, lấy Caller ID trên TV của bạn và khả năng duy trì nó (gửi nó tới Voice mail chẳng hạn). Các dịch vụ trên cơ sở IP sẽ giúp cho khách hàng khả năng truy cập nội dung thông qua TV, PC hay điện thoại di động bất cứ đâu hay bất cứ thời điểm nào đồng thời tích hợp các dịch vụ và nội dung với nhau. IPTV không phải xây dựng hai hạ tầng song song để nhận các dịch vụ trực tiếp và truy cập từ server. 1.6 Những hạn chế Do IPTV yêu cầu truyền dẫn dữ liệu thời gian thực và sử dụng giao thức Internet, nên nó nhậy cảm với sự tổn hao gói và trễ khi kết nối IPTV không đủ nhanh hay hình ảnh bị nứt vỡ hoặc bị mất nếu dòng dữ liệu không đảm bảo. Nhược điểm này của IPTV được cải thiện về cơ bản khi dòng IPTV được truyền tải thông qua các kết nối không dây. Sự phát triển của công nghệ không dây hiện nay đã bắt đầu cung cấp các thiết bị để giải quyết triệt để tồn tại này. Hiện nay, hạ tầng mạng của Vịêt Nam còn nhiều hạn chế nên việc phát triển IPTV ở nước ta còn gặp rất nhiều khó khăn. Hy vọng, với những ưu điểm nổi trội của IPTV và sự phát triển nhanh chóng của hạ tầng mạng, trong một tương lai gần IPTV sẽ trở thành thân thuộc và gần gũi với người dân Việt Nam. II. Tình hình phát triển dịch vụ IPTV tại Việt Nam Tại Việt Nam, hiện có nhiều nhà khai thác dịch vụ viễn thông lớn đang cạnh tranh nhau nhằm cung cấp cho khách hàng các dịch vụ băng rộng với chất lượng cao và giá rẻ. Họ cũng đã nhận ra xu hướng phát triển của truyền hình trực tuyến và video theo yêu cầu, và đang có những bước đi mạnh mẽ. Một số Website cung cấp thử nghiệm các chuơng trình truyền hình trực tuyến của VietNamNet, Công ty VTC, Đài truyền hình thành phố Hồ Chí Minh đã ghi nhận số lượng truy cập rất lớn, cho thấy sức hấp dẫn của dịch vụ này đối với công chúng. Tuy nhiên, cho đến nay tại Việt Nam mới chỉ có FPT Telecom là doanh nghiệp viễn thông đầu tiên chính thức khai thác và cung cấp dịch vụ IPTV trên hệ thống mạng băng rộng ADSL/ADSL2+ từ ngày 03/03/2006 sau một năm thử nghiệm và hiện tại đã có 500 khách hàng thử nghiệm đầu tiên. FPT Telecom đã mua các thiết bị nhận sóng từ vệ tinh để truyền trên mạng và cũng đã ký kết bản quyền từ VTV và HTV để phát sóng 32 kênh truyền hình trên Internet để phục vụ cho các khách hàng của FPT. Hiện FPT đang tìm kiếm các phương thức hợp tác tương tự như với VTC để có thêm một số kênh phim truyện của đài này. Với  một thuê bao ADSL 2+ của FPT, khách hàng có thể xem một lúc 3 kênh truyền hình đồng thời. Hiện FPT đang có gần 100.000 thuê bao ADSL, FPT sẽ cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng IPTV cho các khách hàng này. Ngoài FPT, các doanh nghiệp khác như VNPT, Viettel cũng đang chuẩn bị cho quá trình triển khai dịch vụ IPTV trên mạng băng rộng. III. Ứng dụng IPTV trên WIMAX 2.1 Đặc điểm Khả năng truyền multicasting : ưu điểm lớn nhất của WiMAX là khả năng multicasting của nó. Kỹ thuật multicasting cho phép trạm cơ sở BS (Base Station) gởi các gói video đến một tập các trạm. Ví dụ, trực tiếp một chương trình với một số lớn người xem có thể xem được chương trình đồng thời. Dùng đặc điểm multicasting của WiMAX, tất cả người sử dụng đều được phục vụ chương trình mà chỉ cần một băng thông nhỏ. Điều này có thể ứng dụng mở rộng cho bất kỳ chương trình TV nào muốn phục vụ cho nhiều người xem. Chuyển kênh tức thời : Trên mạng IP, việc chuyển kênh gặp nhiều thách thức hơn vì tại một thời điểm chỉ một dòng truyền video được truyền đến TV. Khi người xem TV muốn thay đổi kênh, họ nhấn remote để gửi tín hiệu đến router trên mạng. Sau đó, router dừng gửi dòng truyền đang thực thi để gửi dòng truyền mới dựa trên yêu cầu kênh. Điều này tạo ra một thời gian trễ giữa thời gian router dừng gửi kênh cũ và sau đó bắt đầu gửi kênh yêu cầu mới. Điều này sẽ thực sự tồi tệ khi router nhận nhiều yêu cầu chuyển kênh ở cùng thời điểm. Jitter : Vấn đề khác xảy ra khi mạng IP xử lý video như cách thức xử lý dữ liệu bất kỳ trên mạng. Trong mạng IP, dữ liệu được chia thành các gói nhỏ và sau đó gửi tách biệt. Ở đích đến, tất cả các gói dữ liệu được tập hợp, lắp ráp lại. Khi truyền video trên mạng IP, dữ liệu video cũng phải trải qua các quá trình tương tự. Đối với các file dữ liệu thông thường, hệ thống này hoạt động tốt, nhưng với dữ liệu video thì lại xảy ra vấn đề. Các file video có dung lương rất lớn và để gửi hoàn tất một file sẽ mất nhiều thời gian có thể lên đến vài giờ. Giải pháp là cho phép play video ngay khi nhận được các gói dữ liệu video. Tuy nhiên, do các yếu tố như thay đổi định tuyến, nghẽn mạng hoặc trôi thời gian  (timing drift), các gói không đến đích theo một tốc độ giống nhau hoặc thậm chí sai thứ tự gói. Vấn đề này gọi là jitter. Giải pháp cho vấn đề này là dùng một bộ đệm jitter (jitter buffer). Bộ đện jitter lưu cac gói khi chúng được gửi đến. Những gói này được tập hợp và sắp xếp lại trong bộ đệm vì thế có thể chèn được các gói đến trễ. Thông tin cộng thêm vào dữ liệu : Trong hệ thống làm việc theo gói, mỗi lớp được cộng thêm một lượng thông tin đáng kể vào đầu gói, do đó làm giảm hiệu quả băng thông của dữ liệu chính nằm trong phần payload. WiMAX giải đóng gói các frame ở lớp MAC, do đó nó có thể loại bỏ thông tin header payload và kỹ thuật nén theo thứ tự sẽ giảm số lượng thông tin cộng thêm ở lớp vật lý và lớp MAC. Thiết kế máy thu phát : Các hệ thống WiMAX dùng máy thu phát vô tuyến có hiệu suất cao. Các thông số của máy thu phát có độ ổn định cao, nhiễu thấp, mức tuyến tính cao và dải động rộng. Bên cạnh đó, để hỗ trợ IPTV và các ứng dụng video thì yêu cầu băng thông rộng cũng được đáp ứng. Tiêu thụ nguồn : Việc tiêu thụ nguồn là một vấn đề quan trọng khác trong thiết kế hệ thống WiMAX nhằm hỗ trợ các dịch vụ IPTV. Một chương trình TV có thể diễn ra trong vài giờ, do đó hệ thống phân phối sẽ tiêu thụ nguồn nhiều. Một cách tốt để giảm tiêu thụ nguồn là thực thi các chế độ hoạt động khác nhau thay đổi theo yêu cầu (ví dụ chế độ không sử dụng, chế độ ngủ,…) Một cách khác để tiết kiệm năng lượng là dùng máy thu có độ nhạy cao. Khả năng hệ thống : hệ thống phải có khả năng hỗ trợ nhiều người sử dụng. Cách tốt để gia tăng khả năng của hệ thống là dùng anten có độ lợi cao có thể phân phối trên nhiều hướng đến một lượng lớn khách hàng. Khả năng di động : IPTV được kỳ vọng cung cấp khả năng truy cập mọi nơi với khả năng hỗ trợ di động. Việc cung cấp các dịch vụ đến người dùng di động luôn gặp nhiều thách thức, đặc biệt là với các dịch vụ multimedia. Tuy nhiên, với ưu điểm của WiMAX là hỗ trợ truyền dữ liệu ở tốc độ di chuyển cao, đặc điểm mà các hệ thống truyền hình cáp không có được đã tạo ra ưu thế lớn cho WiMAX. Tối đa số thuê bao : Rõ ràng, sự thành công của việc triển khai các dịch vụ IPTV được xác định theo thời gian phát triển và của các hoạt động mang lại lợi nhuận. Việc đạt được số thuê bao tối đa sớm nhất có thể với chương trình, dịch vụ IPTV triển khai mới là đích đến cho bất kỳ nhà cung cấp dịch vụ nào. Trong thực tế, việc truy cập dựa trên mạng xDSL và cáp băng rộng không phải luôn sẵn sàng đáp ứng nhất là trong một số vùng có khoảng cách địa lý lớn hoặc mật độ người sử dụng thưa. Như một giải pháp mới hiệu quả về kỹ thuật để triển khai mạng truy cập, WiMAX có khả năng phát triển mạng dễ dàng tương tự như các kỹ thuật mạng không dây khác, nhưng WiMAX có cùng phủ sóng dịch vụ lớn hơn và băng thông rộng. Chi phí cho phát triển cơ sở hạ tầng và cung cấp dịch vụ có thể giảm đến mức kinh ngạc. Việc phân phối các dịch vụ IPTV trên WiMAX bổ sung cho khả năng cung cấp IPTV hiện nay đó là : khả năng cung cấp dịch vụ cho số lượng tối đa các thuê bao trên cùng một cơ sở hạ tầng, và đặc biệt là cung cấp khả năng truy cập tốt hơn đến nguốn tài nguyên nội dung video cho người sử dụng di động. Phát triển nhanh mạng truy cập băng rộng không dây : Các công ty viễn thông đã và đang nỗ lực tìm cách để hỗ trợ các dịch vụ triple hoặc quadruple. WiMAX được xem như một giải pháp để cung cấp các dịch vụ mới như truy cập mạng băng rộng không dây và voice di động trên nền IP. Việc triển khai IPTV trên WiMAX có thể đạt được hiệu quả cao như giảm chi phí khi cung cấp được nhiều dịch vụ hơn so với các dịch vụ hiện có trên cùng một cơ sở hạ tầng. Hỗ trợ các xu hướng tương lai: Các xu hướng tương lai của IPTV đã trình bày ở trên như: hỗ trợ di động, cung cấp khả năng truy cập đến các nội dung không được quản lý, hỗ trợ video chất lượng cao HDTV. Về kỹ thuật, WiMAX được hỗ trợ về cấp phát băng thông dành riêng, và hỗ trợ nghiêm ngặt QoS cho 4 loại dịch vụ: UGS (Unsolicited  Service), rtPS (real-time Polling Service), lưu lượng BE (Best Effort). Việc hỗ trợ rtPS trong truy cập băng rộng không dây sẽ đảm bảo các yêu cầu về băng thông đối với các nội dung được quản lý của các nhà cung cấp dịch vụ IPTV, đặc biệt là đối với các kênh HDTV và SDTV có trả tiền. Hiện nay, ngày càng nhiều cổng thông tin trên mạng Internet cung cấp phong phú nguồn nội dung và video theo yêu cầu miễn phí, sức thu hút sẽ rất lớn khi cho phép không chỉ các thuê bao IPTV mà còn các người dùng di động truy cập đến nguồn nội dung không được quản lý này mà không ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu năng của các nội dung có trả tiền khác. Sự kết hợp của các dịch vụ RTPS và BE có thể được tính toán để hỗ trợ các yêu cầu này nhằm đạt được sự linh hoạt và kinh tế nhất mà không làm ảnh hưởng chất lượng của hệ thống phân phối. Việc mở rộng khả năng hỗ trợ các xu hướng tương lai của dịch vụ IPTV trên cơ sở hạ tầng mạng truy cập WiMAX tạo ra viễn cảnh phát triển lâu dài hứa hẹn mang đến hiệu quả kinh tế cho hoạt động IPTV. 2.2 Giải pháp triển khai IPTV trên WiMAX 2.2.1 Cấu trúc hệ thống dùng WiMAX Sơ đồ cấu trúc một hệ thống phân phối IPTV trên WiMAX (đến một thuê bao cố định) minh họa trong hình 5.1. Hình 5.1 Sơ đồ cấu trúc IPTV trên WiMax Hình 5.2 Phân phối các dịch vụ IPTV cho thuê bao cố định và di động Từ nhà cung cấp dịch vụ (tính từ trạm WiMAX Base Station) các dòng truyền IPTV được đóng gói vào các frame OFDM. Trước đó, một link trung gian sẽ được thiết lập giữa nhà cung cấp dịch vụ đến trạm WiMAX Base Station. Link này thường được thiết  lập dựa trên mạng SONET, vì thế cần bộ SONET-WiMAX mapping ở phía nhà cung cấp dịch vụ và một bộ SONET-WiMAX demaping ở trạm WiMAX Base Station. Sau đó, các frame OFDM được trạm WiMAX phát theo các link không dây đến thuê bao. Tại trạm thuê bao (WiMAX CPE) các frame sẽ được thu nhận và tái tạo lại các dòng truyền. Các dòng truyền này sẽ được gửi đến client IPTV để hiển thị. IPTV trên WiMAX như đã trình bày ở trên chỉ mới đáp ứng vai trò phân phối dịch vụ cố định (mà thực ra không cần WiMAX thì các nhà cung cấp dịch vụ cũng đã phát triển dịch vụ qua mạng có dây). Tuy nhiên, vấn đề hướng đến ở đây là khả năng hỗ trợ di động. Hình 5.3 sẽ mô tả hệ thống mà IPTV được phân phối từ nhà cung cấp dịch vụ đến nhiều mạng khác nhau, từ mạng cố định đến mạng không dây… Bộ thích nghi content/rate adapter (xem hình 5.2) chịu trách nhiệm chuyển đổi dịch vụ IPTV băng rộng thành dịch vụ băng rộng trên WiMAX, và thực hiện phân giải lại các gói IP sau đó chuyển thành các dòng truyền video. Quá trình adaptation (thích nghi) phụ thuộc vào loại mạng và chia thành 2 bước như sau: rate adtation (chuyển đổi thích nghi về mặt tốc độ) và content adaptation (chuyển đổi thích nghi, phù hợp về dạng thức nội dung). 2.2.1Mô hình đề nghị Mô hình đề nghị cho ứng dụng IPTV gồm sơ đố khối cho trong hình 5.3, và hình 5.4 là ngăn xếp giao thức (protocol stack) của dịch vụ IPTV. Mô hình này chú trọng đến phân loại lưu lượng ở lớp MAC, điều chế và mã hóa thích nghi ở lớp vật lý (Physical Layer) nhằm cung cấp sự cải thiện về tiêu chí trải nghiệm multimedia cho người dùng IPTV. Ở headend video, các dòng truyền video được mã hóa và nén (ví dụ MPEG-2/4) từ các chương trình trực tiếp và lưu trữ. Các kênh MPEG được đóng gói theo giao thức RTP (Real-time Transport Protocol) và truyền theo dòng truyền UDP hoặc TCP đến lớp IP. Hình 5.3 Mô hình hệ thống đề nghị cho các ứng dụng IPTV trên WiMax Hình 5.4 Ngăn xếp giao thức IP để truyền IPTV Các gói IP được đóng gói vào các frame Ethernet sau đó gửi trên mạng thông qua lớp vật lý. Trạm WiMAX BS nhận dữ liệu này và giải đóng gói chúng vào lớp IP, sau đó đóng gói trở lại chúng cho phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật của MAC và PHY  PDU. Lớp vật lý thực hiện sửa lỗi tiến FEC, ánh xạ symbol (symbol mapping) và điều chế, bộ phát vô tuyến (radio) sẽ truyền các tín hiệu kết quả đến các node di động. Từ đó, các dòng video được gửi đến bộ giải mã của STB hoặc PC để tái tạo lại nội dung video. Lớp MAC và lớp vật lý cùng với bộ phát vô tuyến sẽ được bày cụ thể hơn trong đoạn sau. a) Lớp MAC (Medium Access Control) WiMAX là hệ thống điểm – đa điểm (point-to-multipoint), kết nối định hướng. Giao thức lớp MAC là một giao thức biên tập dịch vụ Dynamic (động, linh hoạt) gồm các chức năng Add (cộng thêm), Change (thay đổi), Delete (xóa, hủy) các dịch vụ nhằm cho phép việc quản lý định dạng payload thông điệp. Một trong những ưu điểm lớn nhất là nó hỗ trợ chất lượng QoS linh hoạt. Hình 5.5 trình bày một lớp MAC điển hình. BS nhận lưu lượng IP có thể chứa các loại dữ liệu khác nhau (dữ liệu internet, voice, video,…). Tùy theo loại dịch vụ, dữ liệu được gán lưu lượng (đạt chất lượng QoS) phân loại theo dịch vụ sử dụng: UGS, rtPS, nrtPS hoặc BS (ví dụ dòng truyền video dùng phân loại dịch vụ RTPS). Bộ phân loại lưu lượng (Traffic Classifier) có qui luật sắp xếp lưu lượng đến theo mức độ ưu tiên của chất lượng QoS yêu cầu. Trước tiên, nó trích thông tin header từ các gói IP và gửi đến khối quản lý kết nối (Connection Management). Hình 5.5 Lớp MAC hỗ trợ chất lượng QoS Hình 5.6 Cấu trúc lớp vật lý Dựa trên thông tin header, khối quản lý kết nối gán một FlowID duy nhất cho mỗi gói. FlowID sẽ chứa thông tin về loại dịch vụ, loại kết nối cho mỗi gói và sẽ được gán theo giao thức quy định chất lượng QoS trong cơ sở dữ liệu QoS. Với các dịch vụ IPTV, giao thức này đã được gán với các thông số sau: Minimum / Maximum Delay, Minimum / Maximum Data Rate, Retransmission and Requests Policy,…  Bộ phân loại lưu lượng căn cứ trên FlowID của gói IP packet và chức năng Scheduling/Queuing để sắp xếp lưu lượng IP tương ứng. Trong trường hợp này, dòng IPTV video có mức độ ưu tiên cao nhất. Công đoạn cuối sẽ tạo WiMAX MAC PDU gửi đến lớp vật lý. Quá trình tương tự sẽ được thực thi theo chiều ngược lại. b) Lớp vật lý (PHY) Hình 5.6 trình bày sơ đồ khối của quá trình thực thi ở lớp vật lý. Theo chuẩn WiMAX, ở lớp vật lý, các gói đến từ lớp MAC trước hết được mã kênh (Channel Coding) và điều chế (Modulation). Mã kênh bao gồm các quá trình: ngẫu nhiên hóa, sửa lỗi tiến, mã (RS), chèn (interleaving). Lớp vật lý hỗ trợ các loại điều chế khác nhau (như: QAM, BPSK, và QPSK). Trong thiết kế đề nghị người ta hay dùng kỹ thuật điều chế thích nghi để tối ưu tốc độ mã hóa, nhờ đó tối đa hiệu quả băng thông mà vẫn đảm bảo chất lượng kênh truyền. Sau điều chế, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) biến đổi tính hiệu từ miền tần số sang miền thời gian, sau quá trình xử lý trong miền thời gian (như spectral shaping, nội suy). Cuối cùng, các frame được hình thành và gửi đến giao diện vô tuyến Radio Interface (gồm cả IF và RF). Hướng ngược lại hoàn toàn tương tự. Nó bao gồm: đồng bộ thời gian/ tần số, ước tính kênh, cân bằng, giải điều chế, giải mã và chuyển tín hiệu từ miền thời gian sang miền tần số. Sơ đồ khối cho bộ thu WiMAX BS cho trong hình 5.7, gồm phần số (Digital Domain) và analog (Analog Domain). Một chú ý ở đây là giải thuật quản lý nguồn để điều chỉnh các thông số của bộ thu (như độ lợi khuyếch đại, mức công suất, tần số sóng mang) để đạt được tín hiệu có chất lượng tối ưu. Từ lớp vật lý, tín hiệu số với các thành phần I và Q được đưa đến bộ Up-Converter. Sau đó, tín hiệu được chuyển đổi sang analog bởi bộ ADC, qua hai bước chuyển tần số (IF và RF) để “cõng” tín hiệu lên tần số vô tuyến chọn lựa. Tín hiệu được khuyếch đại ở bộ Power Amplifier rồi đưa đến anten để phát xạ. Thông thường, tín hiệu sau khuyếch đại thường đi qua bộ chuyển mạch hoặc bộ ghép phụ thuộc vào phương pháp ghép kênh TDD hoặc FDD. Hình 5.7 Sơ đồ bộ thu phát vô tuyến Lời kết Dịch vụ IPTV với những ưu điểm nổi trội so với các chuẩn truyền hình truyền thống đã và đang được phát triển mạnh mẽ trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Đi kèm với IPTV là rất nhiều dịch vụ giá trị gia tăng khác như: truyền hình theo yêu cầu, mạng giáo dục từ xa, hội thảo từ xa, … Trong phạm vi luận văn này chỉ nêu được tổng quan về dịch vụ IPTV, các công nghệ nén video tiến tiến, phương pháp đóng gói dữ liệu video qua từng lớp. Chuẩn nén MPEG-2, MPEG-4 này không chỉ được sử dụng trong IPTV mà còn được ứng dụng trong hầu hết các công nghệ truyền hình số hiện đại như : truyền hình số mặt đất, truyền hình số vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình di dộng đến truyền hình phân giải cao HDTV. Đóng gói dữ liệu video qua từng lớp cho thấy cấu trúc dữ liệu trong từng lớp và các cơ chế điều khiển luồng, cơ chế sửa lỗi, đảm bảo chất lượng dịch vụ làm hài lòng người xem Các tài liệu sử dụng trong đề tài này chủ yếu được lấy từ Internet và đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy giáo ThS. Võ Trường Sơn. Đề tài này còn nhiều thiếu sót, do đó em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn để luận văn này được hoàn thiện hơn.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docCong_nghe_IPTV.doc
  • docHinh_1__to_9.doc