Tìm hiểu loại hình dịch vụ truyền hình qua mạng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

Báo cáo Bài tập lớn môn:
Truyền thông đa phương tiện
Đề Tài 19:
Tìm hiểu loại hình dịch vụ truyền hình qua mạng
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Hoàng Lan
Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp:
Trương Manh Tuấn 20112454 CNTT 1.2 K56
Cấn Việt Anh
Trần Thanh Sơn
20114627
20112088
CNTT 1.1 K56
CNTT 1.1 K56
Hà Nội – 12/2014
1
MỤC LỤC
2
LỜI MỞ ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển, các dịch vụ về internet cũng phát triển theo. Kéo
theo đó là nhu cầu giải trí của mọi người cũng không ngừng tăng lên. Nhờ những yếu tố
đó mà dịch vụ truyền hình qua mạng ngày càng phát triển. Từ đó các dịch vụ truyền hình
qua mạng ra đời ngày càng nhiều như: Internet TV, IPTV, VOD, Near VOD
Nếu như sự xuất hiện của công nghệ truyền hình (TV) là một bước ngoặt trong
lịch sử truyền thông của nhân loại thì sự xuất hiện của IPTV (truyền hình giao thức
Internet) là một bước ngoặt trong sự phát triển của công nghệ truyền hình.
Với những ưu điểm vượt trội: tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem,
cho phép người xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai nhiều dịch vụ giá trị
gia tăng , truền hình qua mạng thật sự xứng đáng là công nghệ truyền hình dẫn đầu.

Truyền hình qua mạng không chỉ đơn thuần là một dịch vụ giá trị gia tăng trên nền mạng
IP, nó là một bước phát triển, tiến lên hội tụ mạng viễn thông – xu hướng chung của
truyền thông toàn cầu.
Để khách hàng có thể tiếp cận và chấp nhận một công nghệ mới như dịch vụ
truyền hình qua mạng, nhất là trong bối cảnh thị trường truyền thông đang diễn ra quá
trình cạnh tranh khốc liệt như hiện nay, đảm bảo chất lượng dịch vụ là yêu cầu vô cùng
quan trọng mà nhà cung cấp dịch vụ cần phải quan tâm.
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH QUA MẠNG
1.1. Khái niệm truyền hình qua mạng
1.1.1. Các loại truyền hình truyền thống
a. Truyền hình tương tự (analog):
Tín hiệu hình ảnh và âm thanh được truyền đi là tín hiệu tương tự, truyền hình
tương tự là công nghệ truyền hình xuất hiện sớm nhất và hiện nay vẫn đang được sử dụng
rộng rãi. Các kênh truyền hình quảng bá như HTV7, HTV9, VTV1 và hầu hết các dịch vụ
truyền hình cáp của Việt Nam hiện nay cũng sử dụng công nghệ tương tự.
Truyền hình cáp tương tự và truyền hình quảng bá mặt đất nhìn chung là giống
nhau về kỹ thuật, truyền hình cáp phát được nhiều kênh hơn do không bị hạn chế về băng
tần.
Truyền hình tương tự có ưu điểm là công nghệ đơn giản, phù hợp với đa số máy
thu hình đang được sử dụng, sử dụng truyền hình tương tự, khách hàng không phải đầu tư
thêm các bộ giải mã, tiết kiệm chi phí đầu tư. Nhược điểm của truyền hình tương tự là rất
tốn băng thông và chất lượng hình ảnh không cao. Do đó, hiện nay, các quốc gia trên thế
giới đều đã có lộ trình kết thúc phát các kênh truyền hình quảng bá tương tự và chuyển
sang truyền hình số nhằm tiết kiệm băng tần. Mỹ, Hà Lan, Thụy Điển, Thụy Sỹ… đã
chính thức ngưng phát các kênh truyền hình tương tự trước 2010 và ở Việt Nam, chính
phủ cũng đã đưa ra lộ trình xóa bỏ các kênh truyền hình tương tự trước 2020.
b. Truyền hình số (digital):
Tín hiệu âm thanh và hình ảnh truyền đi là tín hiệu số. Tín hiệu truyền hình số có
thể có những định dạng khác nhau cung cấp chất lượng khác nhau: SDTV (Standard

Definition Television ), EDTV (Enchanted Definition Television) và HDTV (High
Definition Television). Truyền hình số được triển khai dựa trên nhiều công nghệ khác
nhau: truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh, truyền hình số mặt đất và IPTV.
Truyền hình vệ tinh và truyền hình số mặt đất dựa vào các công nghệ viba số để
truyền tín hiệu hình ảnh và âm thanh. Để thu được các kênh truyền hình số, đòi hỏi TV
của khách hàng cần phải có bộ giải mã tín hiệu số. Điều này làm tăng chi phí đầu tư phía
khách hàng, do đó, dù có nhiều ưu thế về chất lượng và tiết kiệm được băng thông, truyền
hình số không thể tự nó thay thế hoàn toàn truyền hình tương tự.
Truyền hình cáp digital (DVB-C Digital Video Broadcast over Cable) và IPTV
đều là truyền hình số triển khai dựa vào mạng có dây ( chỉ xét trong thời điểm hiện tại).
4
1.1.2. Khái niệm truyền hình qua mạng.
Truyền hình qua mạng IP là loại hình ứng dụng cung cấp dịch vụ nội dung số:
xem truyền hình qua mạng máy tính. Nội dung truyền hình là về âm thanh, hình ảnh,
video hay cũng là thông tin văn bản.
Về bản chất, loại hình ứng dụng này chính là việc kết nối các chương trình truyền
hình với hệ thống viễn thông băng tần dải rộng (broadband) với mạng Internet (môi
trường liên mạng), truyền quảng bá trên mạng diện rộng.
Nội dung có thể là sẵn có phục vụ theo yêu cầu tương tác với người xem: chương
trình được lập lịch, truyền hình trực tiếp.
1.2. Các loại hình dịch vụ.
1.2.1. InternetTV và IPTV
Thuật ngữ IPTV gồm hai thành phần: IP và TV. Trong đó:
IP: Internet Protocol – giao thức Internet. Là giao thức ở lớp 3 trong mô hình OSI
(Open Systems Interconnection Reference Model) (tương đương lớp 2 trong mô hình
TCP/IP), là giao thức cơ sở để xây dựng mạng băng rộng hiện nay đồng thời cũng là cơ
sở để xây dựng mạng viễn thông hội tụ trong tương lai. Mạng băng rộng hoạt động dựa
trên giao thức IP (mô hình TCP/IP) không ngừng được cải tiến, phát triển về băng thông
và tốc độ bit, có thể cung cấp đa dịch vụ, kể cả các dịch vụ tốn nhiều băng thông và cần
thời gian thực như thoại, video…

TV: Television – Truyền hình. TV được hiểu là một môi trường viễn thông cho
phép truyền và nhận hình ảnh động (video) và âm thanh. TV thông thường được hiểu cho
máy thu hình hoặc chương trình truyền hình. Tuy nhiên, thực tế, TV là một hệ thống gồm
có máy thu hình, máy phát, nội dung chương trình và kênh truyền hình.
Sự kết hợp giữa IP và TV có thể được hiểu là dùng mạng băng rộng IP để truyền
tín hiệu hình ảnh và âm thanh đến người xem.Tuy nhiên, IPTV không dùng để chỉ tất cả
các dịch vụ truyền hình ảnh và âm thanh qua mạng IP.IPTV chỉ được hiểu là các dịch vụ
truyền video qua mạng IP được quản lý, không bao gồm các dịch vụ video dựa trên mạng
Internet mở (thường được biết đến như TV online hay video online).
Hình 1.1: Mô hình IPTV
5
Máy
Mạng
Mạng
Internet TV : dịch vụ đa phương tiện như truyền hình / video / audio truyền tải qua
mạng cáp đồng hoặc cáp quang bằng giao thức IP, cung cấp trên cơ sở World Wide Web.
Hình 1.2: Mô hình Internet TV
So sánh Internet TV với IPTV:
Internet TV
+ Không được bảo đảm về chất lượng
dịch vụ (QoS). Chất lượng không ổn định
(thường là chất lượng kém và phụ thuộc
vào đường truyền Internet).
+ Thông thường chạy trên cơ sở các ứng
dụng của PC.
+ Không có khả năng cạnh tranh với
truyền hình truyền thống.
+ Ưu thế của Internet TV là có tính linh
hoạt và không bị giới hạn bởi địa lý (vì
mạng Internet mở vốn không bị giới hạn

về địa lý), có nội dung phong phú, người
xem TV có thể xem các kênh trên phạm vi
toàn cầu.
+ Internet TV cung cấp trên cơ sở World
Wide Web, nhà cung cấp có thể phát triển
độc lập.
+ Nhiều kênh Internet TV hiện nay rất
phát triển (được biết đến là các trang web
video online, TV online). Phổ biến nhất
có thể kể đến là YouTube.
IPTV
+ Được đảm bảo chất lượng dịch vụ
(QoS) bởi các nhà cung cấp dịch vụ băng
rộng (ISP), có băng thông, chất lượng
đường truyền ổn định, nội dung được đảm
bảo.
+ Có thể xem IPTV trên TV hoặc PC.
+ Có khả năng cạnh tranh với truyền hình
truyền thống và hoàn toàn chiếm ưu thế.
+ Giới hạn trong phạm vi khu vực của
ISP, nội dung do nhà cung cấp dịch vụ
cung cấp (thường không thể phong phú
như mạng Internet mở).
+ Để cung cấp dịch vụ IPTV cần phải có
sự kết hợp giữa ISP và nhà cung cấp nội
dung.
+ Các dịch vụ IPTV phổ biến hiện nay ở
Việt Nam có thể kể đến ITV (FPT),
MyTV (VASC & VNPT).
1.2.2. Các dịch vụ của IPTV

6
Cung cấp dịch vụ IPTV không chỉ đơn thuần là IP video. Trên thực tế, các nhà
khai thác viễn thông đang tập trung vào dịch vụ này để tạo ra sự khác biệt của dịch vụ họ
cung cấp với các dịch vụ mà các nhà khai thác mạng truyền hình cáp hay vệ tinh cung
cấp. Tất cả các lựa chọn cấu trúc và công nghệ cơ sở tập trung vào việc phân phối nhiều
loại dịch vụ video theo yêu cầu và video quảng bá, nhưng với kinh nghiệm về các dịch vụ
thoại và số liệu tốc độ cao cho phép các nhà khai thác viễn thông cung cấp cho khách
hàng các dịch vụ tích hợp bổ xung là một phần của gói dịch vụ IPTV lớn.
Các dịch vụ chính thường được triển khai trước là dịch vụ video theo yêu cầu và
video quảng bá, tuy nhiên các nhà khai thác viễn thông đều có kế hoạch bổ xung các dịch
vụ này với các dịch vụ trò chơi, quảng cáo, âm thanh, thông tin…Điều cần biết là định
nghĩa và phạm vi của các dịch vụ này sẽ liên tục được tiến triển theo thời gian.
Live TV – Dịch vụ TV
 Digital TV – Truyền hình số
 Pay-per-view
 Near VoD (Video On Demand)
 Program guide – Chỉ dẫn chương trình
Stored TV – Dịch vụ lưu trữ
 Video on demand – Video theo yêu cầu
 Time-Shifting Video: truyền hình định thời
 Network PVR (Personal Video Recorder) – bộ lưu trữ cá nhân
Communictaion – Dịch vụ truyền thông
 VoIP (Voice over IP)
 SMS/MMS mesaging
 Instant messaging
 Video conferencing – Đàm thoại thấy hình
Entertainment – Dịch vụ giải trí
 Gaming – Trò chơi
 Karaoke
Commerce – Dịch vụ thương mại

 Telecomerce – Hội nghị từ xa
 Targeted/interactive advesting – Quảng cáo hướng đối tượng
ASP (Application Service Provider) – Dịch vụ khách hàng
7
 Distance learning – Đào tạo từ xa
 Home automation portal – Tự động hóa gia đình.
 Converged services – Dịch vụ hội tụ
 Hospitality - Dịch vụ y tế
1.2.3. VOD và Video Server
Trong IPTV có dịch vụ rất quan trọng là VoD (video on demand) - truyền hình
theo yêu cầu là cách thức người xem các chương trình truyền hình theo sự lựa chọn của
khán giả.Cấu trúc của hệ thống VoD sử dụng công nghệ video-over-IP. Đầu tiên, nội
dung phải được xử lý cho việc lưu trữ và phân phối bằng quá trình nén và mật mã tại
trạm tiền xử lý nội dung. Một VoD server lưu trữ nội dung và tạo luồng gửi tới thuê bao.
Mỗi thuê bao sẽ có một bộ STB đê nhận và giải mã nội dung, sau đó đưa lên màn hình
hiên thị. Bộ STB cũng cung cấp cho thuê bao một danh sách các dịch vụ từ thành phần
quản lý thuê bao và hệ thống truy cập có điều kiện. Đây là một hệ thống con nhận các
lệnh từ thuê bao, gửi những lệnh thích hợp tới VoD server và phân phối các key giải mã
cho các bộ STB.
Hình 1.3: Mô hình VoD
Các video server là yếu tố cần thiết cho mọi hệ thống VoD, do chúng tạo ra các
luồng video trong thực tế và gửi chúng tới mỗi thuê bao. Các server có dung lượng bộ
nhớ lớn nhỏ khác nhau tùy thuộc vào các ứng dụng khác nhau. Trong phần này chỉ để cập
đến một số khía cạnh của các server và cách thức chúng được sử dụng cho việc phân phối
nội dung. Dung lượng lưu trữ nội dung được hỗ trợ trên một server có thể lớn hoặc nhỏ.
1.2.4. Set – Top – Box
8
Set – Top – Box (STB) là một vật không thể thiếu ở mỗi gia đình khi triển khai
dịch vụ truyền hình qua mạng.
Set-Top-Box: là thiết bị giải mã tín hiệu truyền hình sau đó chuyển dữ liệu hình

ảnh và âm thanh lên màn hình TV .
Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng IPTV trong mạng gia đình chính là Set-
Top-Box
Khi sử dụng dịch vụ IPTV, Set-Top-Box sẽ được nhà cung cấp dịch vụ lắp đặt làm
thiết bị trung gian giữa mạng băng thông rộng và TV.
Trong dịch vụ VoD, Set-Top-Box đứng ra làm thiết bị lưu trữ dữ liệu khi cần, đưa
ra yêu cầu với hệ thống của nhà cung cấp dịch vụ IPTV.
Set-Top-Box tăng tính cá nhân của người dùng IPTV, cho phép người dùng sử
dụng và lựa chọn việc xem TV theo sở thích như chương trình và thời gian xem.
9
CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ KHI TRIỂN KHAI DỊCH VỤ TRUYỀN
HÌNH QUA MẠNG
2.1. Phương thức truyền dữ liệu
Dữ liệu của dịch vụ IPTV được truyền dưới theo 2 hình thức: multicast cho live
TV và unicast cho VOD và các dịch vụ giá trị gia tăng khác.Các dịch vụ video của IPTV
chủ yếu sử dụng giao thức dữ liệu người dùng (UDP – User Datagram Protocol) kết hợp
với giao thức truyền tải thời gian thực RTP/RTCP (Real time Transport Protocol/ Real
time Transport Control Protocol).
2.1.1. Multicast
Multicast là phương thức chủ yếu để truyền các chương trình truyền hình trực tiếp
LiveTV, Multicast là giao thức truyền một tín hiệu đến nhiều người nhận cùng một lúc có
chọn lựa. Dùng multicast có thể tiết kiệm băng thông so với dùng unicast hoặc broadcast.
Dùng unicast, dữ liệu này phải được copy ra nhiều bản ngay từ đầu, rất phí băng thông
của hệ thống. Dùng broadcast, không cần copy gói nhưng nội dung phải được truyền đến
tất cả người dùng, người không muốn nhận dữ liệu sẽ bỏ qua dữ liệu đó, điều này cũng
gây tốn băng thông mạng. Multicast thể hiện ưu thế vượt trội khi không cần phải copy
gói mà và chỉ chuyển nó đến người cần nhận.
Đối với multicast, các máy thu cùng muốn nhận một dữ liệu sẽ tham gia vào 1
multicast group ( mỗi group được xác định bằng 1 địa chỉ IP lớp D). Máy thu dùng bản
tin IGMP (Internet Group Management Protocol) đến router để yêu cầu tham gia 1 group.

Dựa vào các group đó, các router trên mạng sẽ chạy các giao thức multicast (DVMRP –
Distance Vector Multicast Routing Protocol, PIM – Protocol Independent Multicast,
MOSPF – Multicast Open Shortest-Path First, CBT – Core Based trees, MBGP –
Multiprotocol BGP Extenssions for IP Multicast, MSDP - Multicast Source Discovery
Protocol) để đưa dữ liệu đến máy thu. Nguồn multicast có nhiệm vụ thiết lập các session,
các group và quảng bá group đến máy thu.
2.1.2. Unicast
Unicast thông thường được sử dụng để truyền dữ liệu VoD và các dịch vụ giá trị
gia tăng. Unicast là phương thức truyền tín hiệu từ từ một máy thu đến một máy phát.
Đối với IPTV, các luồng unicast chủ yếu là từ video server đến người dùng. Việc truyền
unicast video rất tốn tài nguyên mạng, do đó, khi IPTV vào giai đoạn phát triển nhanh,
10
dẫn đến tăng nhanh các luồng unicast sẽ gây ảnh hưởng lớp đến chất lượng dịch vụ. Nhà
cung cấp dịch vụ cần đưa ra các giải pháp thích hợp.
2.1.3. Giao thức RTP và RTCP
RTP và RTCP là một bộ giao thức nằm ở lớp 4 của mô hình OSI (Transport) được
chuẩn hóa theo RFC 1889 và RFC 3550, cho phép truyền tải gói tin thời gian thực (thông
thường là audio và video) qua mạng IP có hỗ trợ chất lượng.
RTP định dạng dữ liệu thực và truyền qua mạng trong khi RTCP được dùng để gửi
các gói tin điều khiển, thu nhận thông tin và phản hồi về chất lượng dịch vụ.
2.2. Đóng gói dữ liệu video IPTV
2.2.1. Mô hình truyền thông IPTV:
Hình 2.1: Mô hình truyền thông IPTV
Dữ liệu video ở đầu gửi được truyền từ lớp cao xuống lớp thấp trong mô hình IPTV, và
được truyền đi trong mạng băng rộng bằng các giao thức của lớp vật lí.Ở đầu nhận, dữ liệu
nhận được chuyển từ lớp thấp nhất đến lớp trên cùng trong mô hình IPTV.
2.2.2. Mã hóa video
Tín hiệu đầu ra của bộ mã hóa gọi là các dòng cơ bản (elementary stream). Tùy
theo kỹ thuật nén mà có các dòng cơ bản khác nhau. Dòng cơ bản thường chỉ bao gồm dữ
liệu video/audio và một vài thông tin về kích thước và tần số ảnh, tỉ lệ màn ảnh…Đối với

11
kỹ thuật nén H.264, dòng cơ bản này còn được chia thành các gói đơn vị NAL (Network
Abstraction Layer unit).
Hình 2.2:Cấu trúc dòng cơ bản (Elementary stream) với kỹ thuật nén H.264
2.2.3. Đóng gói video
Dòng cơ bản video/audio phải được chia thành các gói được đánh dấu thời gian
PES (Parketized Element Stream Packet). Một gói PES chỉ bao gồm 1 loại dữ liệu từ 1 nguồn
duy nhất, kích thước khối cố định hoặc thay đổi, có thể lên tới 65536 byte/gói. Bao gồm 6 byte
header, và số byte còn lại chứa nội dung chương trình.
12
Hình 2.3: Cấu trúc gói PES
2.2.4. Đóng gói kết cấu dòng truyền tải
Các gói PES được chia nhỏ thành các gói TS có kích thước cố định 188byte
(184byte dữ liệu và 4 byte header).Chuẩn đóng gói thường được dùng là MPEG và dữ
liệu sau đóng gói được gọi là MPEG2-TS.
Hình 2.4: MPEG-TS
13
Các gói ở lớp này có thể bao gồm cả dữ liệu video, audio và các dữ liệu khác liên
quan, tuy nhiên, mỗi gói chỉ bao gồm 1 loại dữ liệu duy nhất.
Hình 2.5: Cấu trúc dòng MPEG-TS tổng hợp
Trong một số trường hợp, đóng gói ở lớp này có thể được bỏ qua vì giao thức RTP
cũng hỗ trợ việc đóng gói và truyền trực tiếp các PES. Sử dụng phương pháp đóng gói
RTP trực tiếp có thể cắt giảm lưu lượng dư thừa và đang được nghiên cứu phát triển, tuy
nhiên, đóng gói MPEG-TS thông dụng hơn và tương thích với hầu hết các hệ thống giải
mã video.
Đóng gói ở các lớp thấp hơn:
Các TS phải tiếp tục được đóng gói để có thể truyền qua mạng IP.
RTP là một giao thức tùy chọn ở lớp truyền vận, gói tin có thề được đóng gói
RTP/UDP hoặc chỉ đóng gói UDP.
Hình 2.6: Đóng gói MPEG/RTP/UDP/IP

2.3. Các chuẩn nén sử dụng
Nén video được xem là một công nghệ then chốt để các trong các giải pháp truyền
hình qua mạng, nó cho phép những kênh truyền hình chất lượng cao có thể được truyền
đi qua mạng IP.
Trước khi các kỹ thuật nén video xuất hiện, hầu hết các kỹ thuật nén dữ liệu được
phát triển nhằm mục đích nén văn bản. Các kỹ thuật này thông thường cho tỉ lệ nén thấp
và không phù hợp với đối với video.
14
2.3.1. Khái niệm nén Video:
Nén Video là các kỹ thuật làm giảm thiểu khối lượng thông tin cần thiết để mô tả
video số. Quá trình nén là loại bỏ dư thừa có trong tín hiệu (dư thừa mã, dư thừa thông
tin…)
Phân loại kỹ thuật nén:
• Phân loại theo tín hiệu:
Nén video tương tự: tín hiệu video được nén "bề rộng phổ“ bằng phương pháp nén tương
tự, có tỷ số nén thấp.
Nén video số: có nhiều chuẩn nén video số, được phát triển bởi nhiều tổ chức khác nhau.
Phổ biến nhất là các chuẩn được phát triển bởi ITU-T Video Coding Experts Group
(VCEG) (H.120, H.261, H.262 ,H.263, H.264, HEVC), ISO (International Organization
for Standardization)/IECInternational Electrotechnical CommissionMoving Picture
Experts Group (MPEG) (MJPEG,Motion JPEG 2000, MPEG-1, MPEG-2 (Part 2),
MPEG-4 (Part 2/ASP, Part 10/AVC), HEVC); Microsoft (VC-1) và nhiều tổ chức khác…
• Phân loại theo cách thực hiện nén:
Phương pháp không gian (Spatial Data Compression): các phương pháp nén bằng cách
tác động trực tiếp lên điểm ảnh.
Phương pháp sử dụng biến đổi (Transform Coding): phương pháp nén sử dụng các phép
biến đổi không gian, quá trình nén được thực hiện bằng cách tác động lên ảnh biến đổi.
• Phân loại theo nguyên lý nén:
Nén không tổn hao (lossless data reduction): là các kỹ thuật nén được phát triển trên cơ
sở các kỹ thuật nén văn bản, sử dụng các phương pháp mã hóa, sau khi giải nén, sẽ thu lại

đúng video ban đầu. Nén không tổn hao có hiệu quả không cao.
Nén có tổn hao (loss data reduction): sau khi giải nén, dữ liệu hình ảnh có thể bị sai khác
ở một số pixel. Nén có tổn hao đem lại hiệu quả nén cao hơn. Là cơ sở để phát triển các
kỹ thuật nén hiện đại.
Hầu hết các phương pháp nén video số hiện nay là nén có tổn hao.Khi sử dụng cùng một
phương pháp nén, tỉ lệ nén càng cao, chất lượng càng giảm.
2.3.2. MPEG (H.26x):
Là nhóm các kỹ thuật nén được phát triển và chuẩn hóa với sự kết hợp của
ISO/IEC và ITU.
MPEG-2 và MPEG-4 Part 10 (H.264) là hai kỹ thuật nén MPEG dùng phổ biến
nhất trong IPTV, đặc biệt là H.264.
15
MPEG-2 vẫn đang được phát triển theo hướng bù chuyển động cơ sở block (block
base motion compensation) còn MPEG-4 được xem là nhóm kỹ thuật nén đầu tiên sử
dụng bù chuyển động cơ sở vật thể (object base motion compensation).
Hiệu quả nén của MPEG-2 thấp hơn H.264, thông thường, với MPEG-2, một kênh
SDTV có thể truyền với tốc độ 3.5-5Mbps ,trong khi nếu dùng H.264, chỉ cần 2Mbps/1
kênh SDTV. Còn đối với một kênh HDTV, MPEG-2 cần đến 25Mbps trong khi H.264
chỉ cần 8-12 Mbps.
H.264 đòi hỏi kỹ thuật nén phức tạp, bộ vi xử lý đủ mạnh cho cả thiết bị mã hóa
và giải mã. Như vậy, nếu dùng chuẩn mã hóa H.264 băng thông mạng sẽ được tiết kiệm
hơn, tuy nhiên giá bộ giả mã H.264 lại đắt hơn bộ giải mã MPEG-2. Lợi về băng thông
cho nhà cung cấp dịch vụ, nhưng chi phí đầu tư ban đầu của khách hàng cao.
2.4. Kỹ thuật phân phối mạng
2.4.1. Phân phối trên mạng cáp đồng
Băng thông là một vấn đề quan trọng trong việc phân phối các dịch vụ IPTV thế
hệ mới. Một số mạng băng rộng dựa trên DSL hiện có được kế thừa từ các chuẩn DSL.
Chú ý rằng DSL là công nghệ cho phép các nhà cung cấp viễn thông phân phối các dịch
vụ băng thông lớn trên sợi dây cáp đồng đang dùng chỉ để truyền thoại. Nó làm biến đổi
hạ tầng mạng cáp điện thoại đang tồn tại giữa tổng đài nội hạt và điện thoại nhà khách

hàng thành đường dây số tốc độ cao. Trong một số trường hợp nó không thể gửi tín hiểu
truyền hình chất lượng chuẩn trên mạng truy cập DSL. Việc tăng quá trình thực thi được
yêu cầu cho IPTV có thể đạt được bằng cách triển khai các công nghệ DSL như ADSL,
ADSL2+ và VDSL.
16
Hình 2.7: Mô hình phân phối mạng bằng cáp đồng
Modem ADSL: Tại nhà thuê bao có một bộ thu phát ADSL hoặc modem. Modem
thường kết nối bằng cổng USB hoặc giao tiếp Ethernet từ mạng gia đình hoặc PC tới
đường line DSL. Đa số modem hiện này đều được tích hợp chức năng định tuyến để hỗ
trợ các dịch vụ dữ liệu và truy cập Internet tốc độ cao.
Bộ lọc POTS: Người dùng được kết nối với Internet bằng kết nối băng thông rộng
ADSL sẽ sử dụng một thiết bị gọi là bộ lọc POTS để lọc tín hiệu dữ liệu từ các tín hiệu
thoại. Bộ lọc sẽ lọc tín hiệu tới thành tín hiệu tần số thấp đưa tới điện thoại và tần số cao
đưa tới mạng gia đình.
DSLAM - Digital Subscriber Line Access Multiplexer: bộ ghép kênh truy cập
đường dây thuê bao số. Tại mỗi tổng đài khu vực (Regional Office) của nhà cung cấp
dịch vụ IPTV, DSLAM nhận các kết nối của thuê bao trên đường dây cáp đồng, tập hợp
chúng lại và kết nối trở lại trung tâm dữ liệu IPTV bằng cáp quang tốc độ cao dựa trên
mạng đường trục. DSLAM chịu trách nhiệm trong việc phân phối nội dung IPTV từ tổng
đài khu vực tới các thuê bao IPTV. DSLAM có hai loại là DSLAM lớp 2 và DSLAM
nhận biết IP.
Công
nghệ
DSL
Downstream
(Mbps)
Upstream
(Mbps)
Khoảng
cách (km)

Các dịch vụ được hỗ trợ
17
ADSL 8 1 5.5 km
Một kênh video SD nén MPEG-2,truy cập
Internet tôc độ cao và các dịch vụ VoIP.
ADSL2 12 1 5.5 km
Hai kênh video SD nén MPEG-2,hoặc một
kênh HD,
truy cập Internet tốc độ cao và các
dịch vụ VoIP
ADSL+ 25 1 6 km
Năm kênh video SD MPEG-2 hoặc hai kênh
HD MPEG-4, truy cập Internet tốc độ cao và
các dịch vụ VoIP.
ADSL-
Reach
25 1 6 km
Năm kênh video SD MPEG-2
hoặc hai kênh
HD MPEG-4, truy cập Internet tốc độ cao và
các dịch vụ VoIP
VDSL1 55 15
Vài
trăm
mét
Mười hai kên video SD MPEG-2 hoặc năm
kênh HD MPEG-4, truy cập Internet tốc độ
cao và các dịch vụ VoIP
VDSL2
(Long

Reach)
30 30
1.2 -
1.5 km
Bảy kênh video SD MPEG-2 hoặc 10 kênh
HD MPEG-4,
truy cập Internet tốc độ cao và
các dịch vụ VoIP.
VDSL2
((Short
Reach)
100 100 350 km
Mười hai kênh video SD MPEG-2 hoặc 10
kênh HD MPEG-4, truy cập Internet tốc độ
cao và các dịch vụ VoIP.
2.4.2. Phân phối trên mạng cáp quang
Đối với IPTV thì yêu cầu vê băng thông lớn nhưng chi phí hoạt động phải thấp và
tránh được các can nhiễu. Do đó, người ta quan tâm tới việc sử dụng mạng cáp quang
đang có sẵn để triển khai các dịch vụ IPTV. Các liên kết cáp quang cung cấp cho khách
hàng đầu cuối một kết nối chuyên dụng tốt nhất để thuận tiện cho việc tiếp nhận nội dung
IPTV.
2.4.2.1. Mạng quang thụ động
Mạng quang thụ động PON (Passive Optical Network) là công nghệ mạng kết nối
điểm - đa điểm. Mạng sử dụng các bước sóng khác nhau để truyền dữ liệu từ trung tâm
dữ liệu IPTV tới các điểm đích mà không có các thành phần điện. Mạng quang thụ động
18
được xây dựng dựa trên các mạng FTTx theo các tiêu chuẩn quốc tế G.983 của ITU là
tiêu chuẩn đang được sử dụng hiện nay.
• Cáp quang. Với truyền dẫn bằng cáp quang thì can nhiễu thấp và băng thông
cao. Theo tiêu chuẩn G.983 cho phép mạng PON truyền các tín hiệu ánh sáng được số

hóa với khoảng cách tối đa là 20Km mà không sử dụng bộ khuếch đại.
• Bộ chia quang: Bộ chia quang được sử dụng để chia tín hiệu tới thành những
tín hiệu đơn lẻ mà không thay đổi trạng thái của tín hiệu, không biến đổi quang - điện
hoặc điện - quang. Bộ chia quang cũng được sử dụng để kết hợp nhiều tín hiệu quang
thành một tín hiệu quang đơn. Bộ chia quang cho phép 32 hộ gia đình chia sẻ băng thông
của mạng FFTx.
Cáp quang và bộ chia quang là các thiết bị thụ động, việc sử dụng các thiết bị thụ
động để truyền dẫn các bước sóng qua mạng mà không cần cung cấp nguồn từ xa để
giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng.
Hình 2.8: Mô hình mạng PON
Mạng PON theo tiêu chuẩn G.983 bao gồm một kết cuối đường quang OLT
(Optical Line Termination) được đặt tại trung tâm dữ liệu IPTV và một số các kết cuối
mạng quang ONT (Optical Network Termination) được lắp đặt tại thiết bị đầu cuối người
dùng.
Mục đích chính của ONT là cung cấp cho các thuê bao IPTV một giao diện với
mạng PON. Nó nhận luồng tín hiệu dạng ánh sáng, giám sát địa chỉ được gán trong các
gói tin và chuyển đổi thành tín các tín hiệu điện và chuyển đổi dữ liệu thành tín hiệu
quang để truyền trên mạng PON. Kết cuối đường quang OLT bao gồm cáp quang và các
bộ chia quang để định tuyến lưu lượng mạng tới các kết cuối mạng quang ONT.
PON Tiêu chuân ITU-T Tốc độ Giao thức truyền dẫn
19
BPON G.S93
Up: 155 Mbps
Down: 622 Mbps
Chủ yếu là ATM và IP trên
Ethernet cũng được sử dụng
GPON G.894
Up: 1,5 Gbps
Down: 2,5Gbps
Ethernet và SONET

EPON P802.3ah
Up: 1,25 Gbps
Down: 1,25 Gbps
Gigabit Ethernet
2.4.2.2. Mạng quang tích cực
Mạng quang tích cực AON (Active optical network) sử dụng các thành phần điện
giữa trung tâm dữ liệu IPTV và đầu cuối người dùng. Trong thực tế, cấu trúc mạng AON
sử dụng các chuyển mạch Ethernet đặt tại vị trí giữa trung tâm dữ liệu IPTV và điểm kết
cuối của mạng cáp quang.
CHƯƠNG 3: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG TRUYỀN HÌNH
QUA MẠNG
3.1. Tổng quan về chất lượng dịch vụ (QoS)
3.1.1. Khái niệm về QoS
QoS là một lĩnh vực phức tạp, đã có nhiều định nghĩa được đưa ra, tuy nhiên, thực
tế không có định nghĩa nào được xem là chung và chính thức.
Theo khuyến nghị E.800 của tiêu chuẩn ngành viễn thông thuộc Tổ chức viễn
thông quốc tế ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication
20
Standardization Sector) “QoS là tập hợp các yếu tố tác động đến sự hài lòng của khách
hàng đối với một dịch vụ viễn thông nào đó”.
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) định nghĩa QoS là: “tập
hợp các đặc trưng về định tính và định lượng của một hệ thống truyền dẫn đa phương
tiện nhằm đạt được các chức năng yêu cầu của một dịch vụ cụ thể”.
Nhà sản xuất thiết bị mạng hàng đầu Cisco thì đưa ra khái niệm: “QoS là thuật
ngữ được dùng để xác định khả năng đảm cung cấp các cấp độ dịch vụ khác nhau với
những hình thức lưu lượng khác nhau của mạng”. QoS cho phép chỉ định mức độ ưu tiên
đối với các lưu lượng khác nhau và cho phép xác định cấp độ chất lượng dựa vào độ rộng
băng thông hoặc thời gian trễ… QoS được định nghĩa “là một tập hợp các công cụ cho
phép người quản trị mạng có thể đảm bảo chắc rằng cấp độ tối thiểu của các dịch vụ
được cung cấp một lưu lượng xác định”. ”. Một cách đơn giản, QoS có thể hiểu là “khả

năng phân biệt đối xử giữa các gói tin (packet) truyền qua mạng căn cứ vào nội dung
của gói tin đó”.
3.1.2. QoS nhìn từ những khía cạnh khác nhau
QoS có thể được nhìn từ những góc độ khác nhau, khuyến nghị G.1000 đưa ra 4
quan điểm cho QoS bao gồm: yêu cầu QoS của khách hàng, QoS nhà cung cấp đưa ra,
QoS nhà cung cấp đạt được và cảm nhận QoS của khách hàng. Các quan điểm này có
quan hệ nhân quả với nhau trên cơ sở yêu cầu của khách hàng là điểm khởi đầu (starting
point)
Quan điểm nhà cung cấp dịch vụ:
Từ quan điểm nhà cung cấp dịch vụ, để đạt được yêu cầu QoS, hiệu năng mạng
NP (Network Performance) giữ vai trò quyết định. NP được định nghĩa là: “Khả năng
của mạng hoặc một phần mạng cung cấp các chức năng truyền thông giữa những người
sử dụng” (ITU-T E.800).
21
Hình 3.1: Các quan điểm QoS
Quan điểm người sử dụng dịch vụ:
Người sử dụng thông thường không quan tâm đến việc một dịch vụ được thực thi
cụ thể như thế nào.Họ chỉ quan tâm so sánh cùng một dịch vụ được cung cấp bởi các nhà
cung cấp khác nhau, với các thông số chất lượng định hướng người dùng. Các tham số
này đi vào tất cả các khía cạnh của dịch vụ từ quan điểm của người dùng, tập trung vào
các yếu tố tác động đến cảm nhận của người dùng chứ không phải nguyên nhân của
chúng trong hệ thống, độc lập với kiến trúc và công nghệ mạng, có thể được đo lường
khách quan hoặc chủ quan, từ các thông số này, có thể dễ dàng liên hệ đến các thông số
NP.
3.2. Các giải pháp QoS cho dịch vụ truyền hình qua mạng
3.2.1. QoS ở mạng nội dung
Việc đảm bảo chất lượng ở Head-end phải xuất phát từ chất lượng video và audio
nguồn.
Sử dụng các kỹ thuật nén là phương pháp quan trọng được sử dụng ở head-end,
vừa đảm bảo chất lượng video, vừa đảm bảo lưu lượng luồng video/audio không quá lớn.

Nhà cung cấp dịch vụ cần lựa chọn kỹ thuật nén và cấu hình phù hợp với yêu cầu dịch vụ
cũng như khả năng của mạng truyền dẫn. Kỹ thuật nén thường được sử dụng đối với
video là MPEG 4 part 2 và H.264. Với ưu thế có tỉ lệ nén cao, nhiều cấu hình lựa chọn,
H.264 đang là giải pháp được sử dụng rộng rãi.
22
Kĩ thuật nén thường được sử dụng là MPEG-4
Ví dụ như trong MPEG-2, nơi mà nội dung được tạo ra từ nhiều nguồn như video
ảnh động, đồ họa, văn bản… và được tổ hợp thành chuỗi các khung hình phẳng, mỗi
khung hình (bao gồm các đối tượng như người, đồ vật, âm thanh, nền khung hình…)
được chia thành các phần tử ảnh pixels và xử lý đồng thời, giống như cảm nhận của con
người thông qua các giác quan trong thực tế. Các pixels này được mã hoá như thể tất cả
chúng đều là các phần tử ảnh video ảnh động. Tại phía thu của người sử dụng, quá trình
giải mã diễn ra ngược với quá trình mã hoá không khó khăn. Vì vậy có thể coi MPEG-2
là một công cụ hiển thị tĩnh, và nếu một nhà truyền thông truyền phát lại chương trình
của một nhà truyền thông khác về một sự kiện, thì logo của nhà sản xuất chương trình
này không thể loại bỏ được. Với MPEG-2, bạn có thể bổ sung thêm các phần tử đồ hoạ
và văn bản vào chương trình hiển thị cuối cùng (theo phương thức chồng lớp), nhưng
không thể xoá bớt các đồ hoạ và văn bản có trong chương trình gốc.
3.2.2. QoS ở mạng quản lý
Middle ware là một phần vô cùng quan trọng để đảm bảo chất lượng dịch vụ của
khách hàng, middle ware phải cung cấp các tính năng bảo mật, xác nhận, tính cước, giám
sát hệ thống, đồng thời phải cung cấp một EPG đầy đủ tiện ích và thân thiện với người
dùng. Mạng quản lý còn phải đảm bảo cung cấp đa dịch vụ và khả năng mở rộng.Sử dụng
các software thích hợp để là biện pháp hữu hiệu nhất để đạt được các yêu cầu này. Các
software thường được sử dụng bao gồm: MHP, GEM. OCAP, ACAP, ARIB B23.
EPG server : EPG (electronic programme guide) hiểu nôm na là một dịch vụ hiển
thị on-screen, cho phép user tương tác với hệ thống, chọn lựa nội dung theo thời gian,
chủ đề, kênh, thể loại
3.2.3. QoS ở mạng truyền dẫn
Trên quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ, để đạt được QoS thì hiệu năng mạng

NP (Network performance) giữ vai trò quyết định
NP là khả năng của mạng cung cấp các chức năng truyền thông giữa những NSD
Có 5 giá trị đánh giá NP ảnh hưởng quan trọng nhất tới QoS:
23
• Độ khả dụng (Availability): là độ tin cậy và độ ổn định của hệ thống, thể hiện
khả năng sẵn sàng phục vụ. Độ khả dụng thường được tính trên cơ sở thời
gian ngừng hoạt động trên tổng số thời gian hoạt động của hệ thống mạng.
• Thông lượng (Throughput): tốc độ truyền tải dữ liệu thực tế mà hệ thống có
thể cung cấp.
• Tỷ lệ mất gói (Packet loss): là dữ liệu gói bị mất do tắt nghẽn ở các node hoặc
xảy ra trên chính các đường truyền dữ liệu.
• Trễ (Delay): là khoảng thời gian để dữ liệu truyền từ nguồn tới đích.
• Biến động trễ (Jitter): là sự khác biệt về trễ của các gói khác nhau trong cùng
một luồn lưu lượng.
Một biện pháp có thể cải thiện đáng kể việc “ngốn băng thông” đó là sử dụng các
QoS class để phân luồng ưu tiên lưu lượng.
ETSI chia các dịch vụ thành 4 lớp
ITU chia các dịch vụ thành 8 lớp
Lớp 0,1: thoại, audio,video, đa phương tiện
Lớp 2,3:tương tác cận thời gian thực (dữ liệu)
Lớp 4 : uồng thời gian thực
Lớp 5: các ứng dụng nguyên thủy của mạng IP
24
Lớp 6,7 : các lớp tạm thờ
Yêu cầu về chất lượng mạng IP đôi khi còn được xem là yêu cầu QoS cho IPTV,
vì QoS thông thường được hiểu là ở lớp mạng, và các cơ chế QoS cũng tập trung ở lớp
này.
QoS cho mạng IP được chia thành 8 lớp (theo ITU-T Y.1541 – đã nêu ở mục 3.1),
FG IPTV C-0127 là tài liệu liên kết các thành phần dịch vụ của IPTV với các lớp QoS IP.
Các dịch vụ IPTV được chia thành nhóm (categories): nỗ lực tốt nhất BE (Best

Effort), ít mất thông tin LL (Low Loss), Tương tác I (Interactive), tương tác thời gian
thực RTI (Real-Time Interactive) và thời gian thực multicast & unicast RTMU (Real-
Time Multicast & Unicast).
3.2.4. QoS ở mạng gia đình
Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng IPTV trong mạng gia đình là STB.Chất
lượng STB sẽ quyết định cái mà khách hàng được xem. Một STB có chất lượng tốt phải
có khả năng xử lý nhanh, chạy mượt, lướt lỗi, có thể giải mã được các chuẩn video khác
25