TÌM HIỂU hệ THỐNG CUNG cấp DỊCH vụ TRUYỀN HÌNH IPTV

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông

BÁO CÁO
Đề tài 20: TÌM HIỂU HỆ THỐNG CUNG CẤP DỊCH VỤ
TRUYỀN HÌNH IPTV
Giảng viên hướng dẫn : PSG.TS. Nguyễn Thị Hương Lan
Nhóm:
Phạm Đức Toại 20125813
Nguyễn Trung Hiếu 20109271
Yên Đức Giang 20125487
Nguyễn Thành Công 20125423
Hà Nội 12/2014
MỤC LỤC
Lời mở đầu
I.Khái niệm IPTV…………………………………………………… …… ……… …3
I.1 Lịch sử IPTV………………………………………………….….……… …… … 3
I.2 Định nghĩa về IPTV…………………………………… …………….…… … … 3
I.3 Ưu điểm của IPTV…………………………… …………………….……… …….3
II. Tổ chức cung cấp dịch vụ IPTP…………………….……………….……… …….4
II.1 Mô hình kiến trúc hế thống cung cấp dịch vụ IPTV……………….…….… … 4
II.2 Triển khai dịch vụ IPTV của VNPT Hà Nội……………………….……… ……5
III Phân tích cấu trúc các thành phần hệ thống………………………… …….…….9
III .1 Mạng truy nhập băng rộng……………………….………………………………9
III. 2 Hệ thống nguồn dữ liệu…………………………………………….…………… 9
III 3Hệ thống Video Headend………………………………………….……………….9
III .4 Hệ thống Middleware…………………………………………….………………10
III. 5 Hệ thống phân phối nội dung ……………………………….………………… 10
III. 6 Hệ thống quản lý bản quyền số (DRM)…………….………………….……… 10
III. 7 Hệ thống quản lý mạng và tính cước……………….…………………….…… 11
III . 8 Set –top-Box ……………………………………………………………….…….11

IV . Tìm hiểu chung về multimedia server và vai trò của multimedia server trong hệ
thống ………………………………………………… ……….…………………… …12
IV. 1 Tổng quan về multidia server………………………… ………………….…….12
IV. 2 Vai trò của Multimedia trong IPTV………………………….…………………13
V. Tìm hiểu công nghệ dịch vụ VoD và video server……….………………….…… 13
V. 1 VoD (Video on demand)…………………………………………………….…….13
V. 2 Video server……………………………………………………………………… 14
V. 3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động……………………………………… …….……15
Lời mở đầu
Ngày nay khi Internet băng thông rộng phát triển mạnh mẽ đã tạo nên sự thay đổi
mạnh mẽ ngay cả trong lĩnh vực truyền hình. Bên cạnh truyền hình tương tự, truyền hình
số, truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh, truyền hình Internet, IPTV ra đời và đang dần
thay thế các đàn anh.
Xét về mặt công nghệ thì IPTV có khả năng mang lại nhiều tiện ích cho khách
hàng hơn là dịch vụ truyền hình cáp, vệ tinh hay truyền hình số mặt đất. Hiện nay dịch vụ
IPTV nhìn chung có giá rẻ hơn dịch vụ trả tiền khác, số lượng kênh nhiều, đa dạng cũng
như đi kèm các dịch vụ gia tăng tiện tích tùy gói cước.
Lợi thế mạnh nhất của IPTV là tính năng tương tác, cung cấp dịch vụ theo nhu cầu
từng cá nhân. Bên cạnh đó nội dung chương trình không bị đóng khung , người xem có
thể lưu lại và xem bất cứ lúc nào. Song hạn chế lớn nhất của IPTV là phải cung cấp trên
hạ tầng cố định đồng thời đòi hỏi khắt khe về đường truyền, hạ tầng truyền dẫn băng
thông rộng.
I.
Trong bài tìm hiểu này, chúng em xin trình bày tổng quan về IPTV, mô hình mạng
triển khai dịch vụ và khác khái niệm cơ bản.
Bài làm có tham khảo các tài liệu tham khảo trên Internet và Luận văn : “Mô hình
triển khai IPTV của VNPT tại Hà Nội và giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ “
của Lại Long Hải.
I . Khái niệm về IPTV
1. Lịch sử IPTV

Năm 1994, World của ABC đã có buổi trình chiếu truyền hình quảng bá qua mạng
Internet đầu tiên, sử dụng phần mềm CU-SeeMe videoconferencing.
Tổ chức liên quan đến IPTV đầu tiên xuất hiện là vào năm 1995, với sự thành lập
Precept Software bởi Judith Estrin và Bill Carrico. Họ đã thiết kế và xây dựng một
sản phẩm internet video gọi là "IP/TV". IP/TV là một MBONE tương thích với các
ứng dụng trên Windows và Unix, thực hiện truyền âm thanh, hình ảnh thông qua cả
giao thức unicast và IP multicast RTP/RTCP. Phần mềm này được viết bởi Steve
Casner, Karl Auerbach, và Cha Chee Kuan. Hệ thống này đã được Cisco Systems
mua vào năm 1998 và Cisco đã giữ lại tên "IP/TV".
AudioNet bắt đầu tiến hành nghiên cứu live webcasts với WFAA-TV trong tháng năm
1998, và KCTU-LP vào mùng 10 tháng 1 năm 1998.
Kingston Communications, một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ở UK, triển khai
KIT (Kingston Interactive Television), và IPTV qua mạng băng rộng DSL vào tháng
9 năm 1999 sau khi thử nghiệm dịch vụ TV và VoD. Nhà cung cấp này đã thêm dịch
vụ VoD vào hệ thống trong tháng 10 năm 2001 với hệ thống Yes TV. Kingston là một
trong những công ty đầu tiên trên thế giới triển khai IPTV và IP VoD qua mạng
ADSL.
Hiện nay, IPTV chỉ mới bắt đầu phát triển ở trung và đông Âu. Ở châu Á, ngay tại
Việt Nam đã có nhiều công ty khai thác công nghệ IPTV.
2. Định nghĩa về IPTV
IPTV là viết tắt của Internet Protocol Television : Công nghệ truyền tải các
chương trình truyền hình qua mạng Internet băng thông rộng.
Tín hiệu truyền hình truyền qua hạ tầng mạng băng thông rộng cáp đồng hoặc cáp
quang đến thiết bị đầu cuối là bộ giải mã Set-Top-Box ( STB ) và phát lên màn hình.
3. Ưu điểm của IPTV
+ Xem nội dung yêu thích bất cứ lúc nào mà không phụ thuộc vào giờ phát
sóng.
+ Nội dung các kênh phong phú đa dạng.
+ Truyền hình chất lượng cao.
+ Các dịch vụ giá trị gia tăng hữu ích.

+ Xem phim theo yêu cầu.
+ Tiết kiệm không gian, chi phí thuê mua băng đĩa.
…
Theo thực tế, cần đường truyền Internet từ 2-3 Mbps/1 kênh SDTV và 8-10
Mbps/1 kênh HDTV.
II .Tổ chức mạng cung cấp dịch vụ
IPTV
1. Mô hình kiến trúc hế thống cung cấp dịch vụ IPTV
2. Triển khai dịch vụ IPTV của VNPT Hà Nội.
Hiện trạng cơ sở hạ tầng của VNPT
Mạng đường trục
Mạng đường trục của VNPT có nhiệm vụ truyền dẫn các lưu lượng thông tin liên
tỉnh cũng như thông tin đi quốc tế. Hệ thống mạng đường trục gồm các core
rounter , các PE và BRAS.
Triển khai IPTV trên mạng cáp đồng tại VNPT Hà Nội.
Đánh giá hoạt động của mô hình :
Đối với kênh HD sử dụng trên đường truyền ADSL cáp đồng không cho chất
lượng đảm bảo.
Hạn chế lớn nhất của việc triển khai IPTV trên mạng cáp đồng là so suy hao trên
đường truyền lớn nên khoảng cách tối đa từ Tổng đài đến nhà khách hàng phải
nhỏ hơn 2 Km, vậy nên hạn chế lượng người có thể sử dụng.
Triển khai IPTV trên mạng FTTx
Mô hình triển khai:
Đánh giá hoạt động của mô hình :
Là giải pháp kết nối hoàn toàn bằng cáp quang từ nhà cung cấp dịch vụ đến tận
nhà khách hàng. Ưu điểm lớn nhất của mô hình này so với ADSL là có tốc độ
nhanh hơn nhiều lần ( khoảng 200 lần ), và có tốc độ upload và download như
nhau.
Ngoài ra FTTx còn có tốc độ truy nhập, độ bảo mật cao, chất lượng tín hiệu ổn
định, không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường. Chiều dài cáp cũng cho phép

nâng cấp băng thông dễ dàng khi có nhu cầu.
Triển khai trên nền GPON.
Mô hình triển khai IPTV trên mạng GPON:
Đánh giá hoạt động của mô hình :
Mỗi khách hàng được kết nối tới mạng quang thông qua một bộ chia quang thụ
động. Tín hiệu download truyền tới các hộ gia đình được mã hóa để tránh việc
xem trộm. Tín hiệu upload được kết hợp bằng việc sử dụng giao thức đa truy nhập
phân chia theo thời gian sẽ điều khiển việc sử dụng các khe thời gian cho việc
truyền dữ liệu đường uplink một cách tốt nhất.
Ưu điểm của GPON là sử dụng các thiết bị chia Splitter không cần cấp nguồn điện
, nên có giá thành rẻ và có thể đặt ở bất cứ đâu , không phụ thuộc vào các điều
kiện môi trường , không phải cung cấp năng lượng cho các thiết bị giữa phòng
máy trung tâm và người dùng. Ưu điểm này cũng giúp giảm được chi phí bảo
dưỡng, vận hành . Đây là công nghệ sử dụng băng thông download và upload tốc
độ cao nhất được khai thác.
III : PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CÁC
THÀNH PHẦN HỆ THỐNG
1. Mạng truy nhập băng rộng
Hạ tầng mạng IP băng rộng ddeeer truyền dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ
IPTV đến khách hàng . Mạng truy nhập sẽ tận dụng phần hạ tầng mạng xDSL có
sẵn. Để cung cấp dịch vụ với chất lượng tốt và tiêu thụ ít băng thông khi có đồng
thời nhiều truy nhập đến hệ thống , mạng truy nhập băng rộng (B-RAS/MSS và
DSLAM ) cần phải được hỗ trợ multicast Đối với DSLAM , ngoài hỗ trợ
multicast, còn cần hỗ trợ IGMP version 2. Ngoài ra, B-RAS/MSS và DSLAM
cũng cần hỗ trợ các giao tiếp Ethernet chuẩn (FE, GE). Mạng cũng phải có khả
năng hỗ trwoj QoS từ đầu cuối đến đầu cuối đảm bảo được băng thông cần thiế và
dộ ưu tiên cho các kênh truyền hình quảng bá cũng như các phiên Video theo yêu
cầu đang sử dụng . Băng thông xDSL do các DSLAM cung cấp đến khách hàng
phải có khả năng lên đến 4-5 Mbps.
2. Hệ thống cung cấp nguồn dữ liệu

Thu, nhận và xử lí các dữ liệu chương trình từ các nguồn khác nhau như vệ
tinh , truyền hình mặt đất và các nguồn khác để chuyển sang hệ thống Video
Headend.
3. Hệ thống Video Headend
Thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh và âm thanh từ ác nguồn khác
nhauvaf sử dụng các thiết bị mã hóa (encoder) để chuyển đổi nội dung này thành
các luồng IP multicast ở khuôn dạng mã hóa mong muốn.Yêu cầu phải có thiết bị
đầu cuối cho việc phát nội dung quảng bá . Thiết bị đầu cuối nayf có khả năng mã
hóa một chuỗi các hình ảnh thoe thời gian thực bằng kỹ thuật nén dùng MPEG-4
hoặc H.264 . Hình ảnh mã hóa có thể lấy từ vệ tinh , truyền hình cáp ,hệ thống
truyền hình mặt đất, masyc hủ video , tape playout Sau khi mã hóa, các chuỗi
truyền MPEG sẽ được đóng gói bằng cách sử dụng IP Streamer.Sau đó sẽ truyền
những chuỗi gói IP bằng cách sử dụng giao thức UDP/IP . Đầu vào của hệ thống
Video Headend là cách chương trình truyền hình quảng bá, các kênh truyền hình
mu bản quyền thu từ vệ tinh, các kênh truyền hình cap, các phim từ các nguồn
khác nhau như tự sản xuất, từ các thiết bị VCD/DVD player…
4. Hệ thống Middleware
Cung cấp khả năng quản lí thuê bao , nội dung và báo cáo hoàn chỉnh cùng
với ác chức năng quản lý EPG và STB , đồng thời vẫn duy trì tính mở cho việc
tích hợp các dịch vụ trong tương lại . Middleware là một giao diện của hệ thống
cung cấp dịch vụ IPTV với nguoiwf sử dụng , nó xác định danh tính cho người
dùng. Hiển thị một danh sách các dịch vụ mà thuê bao đó có thể sử dụng và trợ
giúp lựa chọn dịch vụ này sau khi đã xác thực danh tính của người dùng.
Middleware lưu lại một profile cho tất cả các dịch vụ .Middlewar đảm bảo các
hoạt động bên trong của dịch vụ truyền hình một cách hoàn hỏa. Middleware
không giới hạn bất kfy hoạt động riên rẽ nào trong hệ thống ,nhưng sẽ giao tiếp
trực tiếp với mỗi thành phần đượchệ thống hỗ trợ. Middleware hỗ trợ API cho
phép mở rộng các chức năng mới và truyền dữ liệu các hệ thống.
5. Hệ thống phân phối nội dung
Bao gồm các cụm máy chủ VoD và hệ thống quản lsy VoD tương ứng, cho

phép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và tiheets lập các chính sách phân phối
nội dung một các mềm dẻo. Hệ thống này cũng cho phép nhà khai thác mở rộng
một cách kinh tế, phù hjowpj với tài và yêu cầu dịch vụ của thuê bao khi nó nhận
được sự xác thực danh tính từ Middleware. Nó cho phép các thuê bao đặt và xem
những bộ phimchaats lượng cao và chương trình thoe yêu cầu. Hệ thống này cũng
cung cấp những chức năng điều khiển VCR như fast-forward, pause và rewind.
6. Hệ thống quản lý bản quền số (DRM)
DRM giúp nhà khai thác bảo vệ nôi dung của mình , như trộn các tisnhieeuj
truyền hình hay mã hóa nội dung VoD, khi truyefn đi treenmangj Internet và tích
hợp với tính nawg an inh tại STP ở phía thuê bao. DRMdungf để bảo mật njoioj
dung các khóa giải mã của các thuê bao .Những nội dung được tải
treennhwngxmays chủ nội dung sẽ được mã hóa bằng hệ thống DRM và nó cũng
chỉ mã hóa noiojdung broadcast để baormaatj sự phân đố Set-top-Box .Hệ thống
DRM sẽ dựa trên các khái nieemjc ủa hệ thống cơ sở hạ tần khóa công cộng
(public key Infrastructure, PKI) .PKI dùng các thẻ kỹ thuật số X.509 để xác nhận
mỗi thành tố trong hệ tống DRM đồng thời để mã hóa an toàn dwxlieeuj có dùng
các khóa chung, riêng.
7. Hệ thống quản lý mạng và tính cước
Hệ thống này quản lý và tính cước dịch vụ truy nhập thuê bao IPTV
8. Set –top-Box
Là thiết bị đầu cuối phía khách hàng , chép thu, giải mã và hiển thị nội
dung trên màn hình TV. STB cần hỗ trợ các chuẩn MPEG-4/ H.264 . Ngoài ra ,
STB cugnx có thể hỗ trợ HDTV, có khả năng kết nối với các thiết bị lưu trữ bên
ngoài , video phone, truy nhập web STB cung cấp các ứng dụng truyền thông và
giải trí. STB sẽ hỗ trợ kết nối giữa thiết bị tivi và mạng điện thoại , cũng như
Internet và thư viện ảnh ảo của nhà cung cấp dihcj vụ . Nó có thể giải mã những
chuỗi dữ liệu và hình ảnh đến dựa vào địa chỉ IP, đồng thời thể hiện hình ảnh này
trên TV. STB sẽ hỗ trợ chuẩn H.264 / MPEG-4 và phần mềm client Middleware
của nó sẽ được dựa trên một cấu trúc thick client, điều đố có nghĩa là ứng dụng và
dữ liệ thể hiện sẽ lưu trên STB. Một set-box có 2 chức năng :

+ Nối tiếp vào mạng băng tần rộng, thu phát và xử lí số liệu IP và luồng
video.
+ Tiến hành giải mã luồng video MPEG 2 , MPEG-4 đảm bảo video VOD
hiện thijleen màn hinnfh tivi các số liệu
IV. Tìm hiều chung về multimedia
server và vai trò của multimedia
server trong hệ thống
1.Tổng quan về multidia server
Multimedia server là máy chủ phương tiện truyền thông được cài đặt trên
một thiết bị máy tính cùng với phần mềm chuyên dụng dùng để lưu trữ nội dung,
tạo luồng gửi tới thuê bao kết nối .
Hình ảnh ví dụ cho 1 Media Server
2. Vai trò của Multimedia trong IPTV
Việc phân phối các kênh truyền hình trên Internet là một ứng dụng rộng rãi
của IPTV, bao gồm nội dung video được streaming từ một server tới các thiết bị
client có khả năng xử lý và hiện thị nội dung video.
Quá trình kĩ thuật streaming kênh truyền hình Internet thường bắt đầu tại server,
tại đó video được đóng vào trong các gói IP, nén lại phát qua mạng Internet tới PC
client.PC có các phần mềm ,thường là một trình duyệt (browser), giải nén nội
dung phát ra và phát ra video .
Việc triển khai tất cả các kênh truyền hình Internet sẽ yêu cầu một server
streaming, server này sẽ hỗ trợ các chức năng sau :
Lưu trữ và khôi phục nội dung video nguồn
Điều khiển tốc độ các gói video IP được phân phối tới thiết bị của người xem.
Thực hiện chuyển tiếp và chuyển ngược các lệnh yêu cầu từ người xem truyền
hình Internet.
V. Tìm hiểu công nghệ dịch vụ VoD
và video server
1. VoD (Video on demand)
VoD(video on demand)- truyền hình theo yêu cầu là cách thức người xem các

chương trình truyền hình theo sự lựa chọn của khách hàng.Cấu trúc của hệ thống
VoD sửa dụng công nghệ video-over-IP ở hình dưới bao gồm 4 phần thành phần
chính.Đầu tiên, nội dung phải được xử lý cho việc lưu trữ và phân phối bằng quá
trình nén và mật mã tại trạm tiền xử lý nội dung.Một VoD server lưu trữ nội dung
và tạo luồng gửi tới thuê bao.Mỗi thuê bao sẽ có một bộ giải mã để nhận và giải
mã nội dung, sau đó đưa lên màn hình hiển thị. Bộ giải mã cũng cung cấp cho thuê
bao một danh sách các dịch vụ từ thành phần quản lý thuê bao và hệ thống truy
cập có điều kiện.Đây là một hệ thống con nhận lênh từ thuê bao, gửi những lệnh
thích hợp tới VoD server và phân phối các key giải mã cho các bộ giải mã
Hình 1 : Cấu trúc hệ thống VoD
2. Video server
Các video server là yếu tố cần thiết cho mọi hệ thống VoD, do chúng tạo ra
các luồng video trong thực tế và gửi chúng tới mỗi thuê bao. Các server có dung
lượng bộ nhớ lớn nhỏ khác nhau thùy thuộc vào các ứng dụng khác nhau.Trong
phần này chỉ đề cập đến một số khía cạnh của các server và cách thức chúng được
sửa dụng cho viêc phân phối nội dung.Dung lượng lưu trữ nội dung được hộ trợ
trên một server có thể lớn hoặc nhỏ.
Các nhà cung cấp sửa dụng hai phương thức để phân phối server trong
mạng của họ(như hình 2).Đầu tiên là phương thức tập trung hóa, các server lớn,
dung lượng cao được xây dựng tại những vị trí trung tâm, chúng phân phối nội
dung cho thuê bao thông qua các liên kết tốc độ cao kết nối tới mỗi nhà cung cấp
nội dung nội hạt.Phương thức thứ 2 là phân phối hóa server, ở đó các server nhỏ
hơn được đặt tại ví trí gần thuê bao và server chỉ cung cấp cho các thuê bao trong
vùng đó.Trung tâm Library server sẽ download các bản copy nội dung cung cấp
cho các Hub server phân phối có yêu cầu.Trong phương thức tập trung hóa thì
giảm được số lượng băng server cần phải xây dựng, giá thành trong việc truyền
dẫn và lưu trữ nội dung tại các vị trí khác nhau.Còn trong phương thức phân phối
hóa thì giảm được số lượng băng thông cần thiết giữa các vị trí.Cả hai phương
thức đều được sửa dụng trong thực tế, dung lượng của VoD server phụ thuộc vào
cấu trúc hệ thống và sở thích của người xem.

Hình 2 : Hệ thống triển khai server
3. Các hệ thống hỗ trợ hoạt động
Việc phân phối các dịch vụ video tới khách hàng yêu cầu nhiều thiết bị phần cứng
có độ tin cậy cao. Một phần mềm lớn cũng yêu cầu để quản lý số lượng công việc khổng
lồ đó, từ việc thông báo cho khách hàng về các chương trình khác nhau cho tới dữ liệu
càn thiết cho việc lập hóa đơn các dịch vụ mà khách hàng đã đăng ký.Tập trung lại, các
hệ thống phần mềm này gọi là hệ thống hỗ trợ hoạt động OSS và nó có thể bao gồm
nhiều dạng khách nhau.Một số chức năng được cung cấp bởi các hệ thống IPTV OSS như
sau :
• Hướng dẫn chương trình điện tử EPG(electronic Program Guide) để cung cấp
cho người xem lịch phát kênh và tên các chương trình VoD sẵn có. Một số các
nhà khai thác dịch vụ IPTV sửa dụng các công ty bên ngoài để cung cấp dữ liệu
hướng dẫn chương trình.
• Hệ thống phân quyền được yêu cầu khi các thuê bao đăng ký xem nội dung
thông qua hệ thống IPTV. Hệ thống này cần có khả năng kiểm tra thông tin tài
khoản của khách hàng, đó là căn cứ đê hệ thống phân quyền có thể đáp ứng các
yêu cầu của thuê bao hay không.Hệ thống này cần kết nối với hệ thống lập hóa
đơn thuê bao.
• Truy cập nội dung trực tuyến (e-mail, web) được cung cấp bởi một số hệ thống
IPTV, cho phép user có thể xem nội dung trên PC tương tự như xem Tivi nhưng
không cần bộ giải mã
Các hệ thống OSS có thể là thành phần đầu tư chính của các nhà cung cấp dịch vụ
IPTV về cả thời gian lần tiền bạc. Bởi vì nó đảm bảo các phần mềm cần thiết được mua
từ nhiều nhà cung cấp khác nhau sẽ thực thi đầy đủ các chức năng đã lựa chọn bởi nhà
cung cấp.Việc tích hợp các hệ thống này có thể mất nhiều tháng, và nhiều công việc cần
được hoàn thành trước khi cung cấp dịch vụ cho số lượng lớn thuê bao