Nghiên cứu triển khai dịch vụ IPTV trên hạ tầng mạng nhà khai thác dịch vụ cố định

i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI DỊCH VỤ IPTV TRÊN HẠ TẦNG
MẠNG NHÀ KHAI THÁC DỊCH VỤ CỐ ĐỊNH
NGÀNH: TRUYỀN DỮ LIỆU & MẠNG MÁY TÍNH
MÃ SỐ: 60.48.15
TRẦN VĂN DŨNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN CÔNG HÙNG

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2010

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS. Trần Công Hùng,
Trưởng khoa Công nghệ Thông tin - Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn


ii

thông cơ sở Tp Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn, cung cấp kiến thức,
truyền kinh nghiệm và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Học viện Công nghệ Bưu
chính Viễn thông cơ sở TP Hồ Chí Minh đã tạo rất nhiều điều kiện để tôi học

tập và tích lũy kiến thức trong suốt thời gian theo đuổi khóa học tại trường.
Xin cám ơn cha, mẹ, vợ, các anh chị em trong gia đình đã hỗ trợ, lo
lắng và động viên. Đồng thời tôi xin cám ơn tất cả các bạn bè, đồng nghiệp đã
ủng hộ giúp đỡ tôi trong thời gian học và làm luận văn.
Xin cảm ơn ban lãnh đạo VNPT Tiền giang, đã tạo điều kiện thuận lợi
trong việc cung cấp thiết bị và thực hiện các thí nghiệm trong luận văn.


iii

MỤC LỤC

GIỚI THIỆU VỀ DỊCH VỤ IPTV...............................................................................3
1.1 Khái niệm về dịch vụ IPTV................................................................................3
1.2 Các ưu điểm của dịch vụ IPTV..........................................................................3
1.2.1 Khả năng triển khai rộng khắp dịch vụ đến khách hàng.................................4
1.2.2 Khả năng cung cấp nhiều kênh truyền hình ...................................................4
1.2.3 Khả năng điều khiển và tương tác ..................................................................5
1.2.4 Khả năng phát triển nhiều dịch vụ giá trị gia tăng..........................................5
1.3 Các ứng dụng dịch vụ IPTV...............................................................................5
1.3.1 Dịch vụ truyền hình quảng bá.........................................................................5
1.3.1.1 Live TV.........................................................................................................5
1.3.1.2 Time-shifted TV...........................................................................................6
1.3.1.3 Kênh ảo TV từ nguồn VoDs.........................................................................6
1.3.1.4 NVoD (Near Video on Demand)................................................................6
1.3.2 Dịch vụ theo yêu cầu.......................................................................................6
1.3.2.1 VoD (Video on Demand).............................................................................6
1.3.2.2 TVoD (TV on Demand)...............................................................................7
1.3.2.3 Games on Demand .......................................................................................7
1.3.2.4 Music on Demand.........................................................................................7

1.3.2.5 Karaoke on Demand.....................................................................................7
1.3.3 Dịch vụ thông tin và truyền thông...................................................................8
1.3.3.1 Internet on TV (Web Browser) ...................................................................8
1.3.3.2 TV – Information..........................................................................................8


iv

1.3.3.3 Video Conference.........................................................................................8
1.3.4 Dịch vụ gia tăng khác......................................................................................8
1.3.4.1 TV Mail.........................................................................................................8
1.3.4.2. Photo Album................................................................................................8
1.3.4.3 Video Blog....................................................................................................9
1.3.4.4 Global Monitoring........................................................................................9
1.3.4.5 Game Online.................................................................................................9
HỆ THỐNG MẠNG IPTV.........................................................................................10
2.1 Hệ thống mạng IPTV........................................................................................10
2.1.1 Mô hình tổng quát các khối chức năng và nguyên lý họat động..................10
2.1.1.1 Realtime Encoder........................................................................................10
2.1.1.2 Electronic Program Guide..........................................................................10
2.1.1.3 Broadcast Client..........................................................................................11
2.1.1.4 Asset Distribution System..........................................................................11
2.1.1.5 Navigation Server.......................................................................................11
2.1.1.6 Session Manager.........................................................................................12
2.1.1.7 Entitlement System.....................................................................................12
2.1.1.8 Video Pump................................................................................................13
2.1.1.9 On-Demand Resource Manager.................................................................13
2.1.1.10 On-Demand Resource Client....................................................................13
2.1.1.11 Conditional Access System and Encryption Engine................................13
2.1.1.12 Broadcast Video Bandwidth Enforcement...............................................14

2.1.1.13 Video Decryption and Video Decoder.....................................................14
2.1.1.14 Subscriber Database.................................................................................14


v

2.1.2 Các thành phần cung cấp dịch vụ Broadcast Video......................................15
2.1.3 Các thành phần cung cấp dịch vụ Video theo yêu cầu ................................15
2.1.4. Cả hai dịch vụ dùng chung...........................................................................15
2.1.5 Các thành phần thiết bị mạng IPTV..............................................................15
2.1.5.1 Middleware.................................................................................................16
2.1.5.2 Video on Demand.......................................................................................16
2.1.5.3 CAS/DRM , hệ thống truy nhập có điều kiện............................................17
2.1.5.4. Real-Time Encoder ...................................................................................17
2.1.5.5 Phần mềm Set Top Box:.............................................................................17
2.1.5.6 Các thành phần khác ..................................................................................18
2.1.5.6.1 Quản lý mạng IPTV.................................................................................18
2.1.5.6.2 Hệ thống ghi và tính cước Billing:..........................................................19
2.1.5.6.3 Bảo mật....................................................................................................19
2.1.5.6.4 Quản lý chất lượng dịch vụ.....................................................................19
2.2 Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV...........................................................20
2.2.1 Video site.......................................................................................................20
2.2.1.1 Super Headend............................................................................................20
2.2.1.2 Video Headend Office................................................................................21
2.2.1.3 Video Switching Office..............................................................................21
2.2.2 Gán dịch vụ trong mạng truy cập..................................................................21
2.2.2.1 Kiến trúc truy nhập đa kênh ảo..................................................................21
2.2.2.2 Kiến trúc truy nhập EtherType...................................................................22
2.2.2.3 Kiến trúc truy nhập đa VLAN....................................................................23
2.2.3 Gán dịch vụ trong mạng kết hợp...................................................................23

vi

PHÂN TÍCH VIỆC CHỌN LỰA CÔNG NGHỆ KHI TRIỂN KHAI DỊCH VỤ
IPTV............................................................................................................................25
3.1 Các yêu cầu khi triển khai dịch vụ IPTV.........................................................25
3.1.1 Băng thông rộng............................................................................................25
3.1.2 Băng thông bất đối xứng...............................................................................26
3.1.3 Chất lượng dịch vụ .......................................................................................26
3.1.4 Thời gian chuyển kênh.................................................................................27
3.1.5 Độ sẵn sàng của dịch vụ...............................................................................27
3.2 Việc chọn lựa các công nghệ khi triển khai dịch vụ IPTV..............................28
3.2.1 Chọn lựa chuẩn nén hình ảnh........................................................................28
3.2.1.1. Nhóm chuẩn nén JPEG và Wavelet..........................................................28
3.2.1.2 Chuẩn nén MPEG-x và H.26x..................................................................29
3.2.1.3 Chuẩn nén MPEG-1...................................................................................30
3.2.1.4 Chuẩn nén MPEG-2...................................................................................34
3.2.1.5 Chuẩn nén MPEG-4....................................................................................35
3.2.1.6 Chuẩn nén H.264/MPEG-4 Part 10/AVC..................................................36
3.2.1.7 Yêu cầu về băng thông của các chuẩn nén................................................38
3.2.2 Chọn lựa các giao thức mạng........................................................................38
3.2.2.1 Giao thức cho dịch vụ multicast.................................................................38
3.2.2.1.1 Giao thức IGMP......................................................................................38
3.2.2.1.2 Giao thức PIM.........................................................................................44
3.2.2.2 Giao thức cho dịch vụ multicast.................................................................46
3.2.2.2.1 Giao thức RTSP (Real Time Streaming Protocol)..................................46
3.2.3 Chọn lựa công nghệ mạng ............................................................................49

vii

3.2.3.1 Công nghệ mạng lõi (core).........................................................................49
3.2.3.2 Công nghệ mạng truy nhập........................................................................50
3.2.3.2.1 Công nghệ mạng truy nhập xDSL...........................................................51
3.2.3.2.2 Công nghệ mạng truy nhập quang..........................................................52
KHẢO SÁT MẠNG CỦA VNPT VÀ CÁC GIẢI PHÁP CUNG CẤP DỊCH VỤ
IPTV ...........................................................................................................................53
4.1. Khảo sát mạng cung cấp dịch vụ của VNPT .................................................53
4.1.1 Mạng đường trục...........................................................................................53
4.1.2. Mạng kết tập và mạng truy nhập..................................................................54
4.1.3. Mạng khách hàng..........................................................................................55
4.2. Các giải pháp cung cấp dịch vụ IPTV của nhà cung cấp................................55
4.2.1. Giải pháp của Alcatel...................................................................................55
4.2.2. Giải pháp của ZTE :......................................................................................56
4.2.3. Mô hình mạng của VNPT và việc cung cấp dịch vụ IPTV.........................56
MÔ HÌNH MẠNG VÀ CẤU HÌNH THỬ NGHIỆM DỊCH VỤ IPTV TẠI VNPT
TIỀN GIANG.............................................................................................................57
5.1. Phương thức phục vụ IPTV.............................................................................57
5.2 Thử nghiệm dịch vụ IPTV:...............................................................................57
5.2.1 Cấu hình thử nghiệm dịch vụ IPTV cho thuê bao cáp đồng sử dụng dịch vụ
ADSL2+:.................................................................................................................59
5.2.2 Cấu hình thử nghiệm IPTV cho thuê bao FTTH:.........................................65
.................................................................................................................................72


viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ADS

ADSL
API
AR
ASCII
ATM
BRAS
CAM
CAS
CD-ROM
CRLF

Asset Distribution System
Asymmetric Digital Subscriber Line
Application Programming Interface
Aggregation Router
American Standard Code for Information Interchange
Asynchronous Transfer Mode
Broadband Remote Access Server
Content Addressable Memory
Conditional Access System
Compact Disc- Read-Only Memory
Carriage Return Linefeed


ix

DCT
DHCP
DRM
DSL

DSLAM
DVD
EPG
FEC
GEPON
GPON
HD/HDTV
HSI
HTTP
IETF
IGMP
IP/MPLS
IPTV
ISO
JPEG
JVM
JVT
LSP
LSR
MJPEG
MPEG
MPEG
MQ
MR
NTSC
NVoD
OAM
ODRC
ODRM
OLT

ONT
PAL
PE
PIM
PIM-DM
PIM-SM
PIM-SSM
POP3
PPPoE

Discrete Cosin Tranform
Dynamic Host Configuration Protocol
Digital Right Management
Digital Subcriber Line
Digital Subscriber Line Access Multiplexer
Digital Video Disc
Electronic Program Guide
Forward Correct
Gigabit Ethernet Passive Optical Network
Gigabit-capable Passive Optical Network
High Definition TV
High Speed Internet
Hyper Text Transfer Protocol
Internet Engineering Task Force
Internet Group Management Protocol
Internet Protocol / MultiProtocol Label Switching
Internet Protocol Television
International Organization for Standardization
Joint Photographic Experts Group
Java Virtual Machine

Joint Video Team
Label Switched Path
Label Switched Router
Motion Joint Photographic Experts Group
Moving Picture Experts Group
The Moving Picture Experts Group
Membership Query
Membership Report
National Television Standards Committee
Near Video on Demand
Operations, Administration & Maintenance
On-Demand Resource Client
On-Demand Resource Manager
Optical Line Terminal
Optical Network Terminal
Phase Alternating Line
Provider Edge Router
Protocol independent multicast
Protocol Independent Multicast – Dense Mode
Protocol Independent Multicast – Sparse Mode
Protocol Independent Multicast – Source-Specific Mode
Post Office Protocol 3
Point to Point Protocol over Ethernet


x

QoS
RTP
RTR

RTSP
SD/SDTV
SECAM
SHE
SMTP
SNR
STB
TPS
TTL
TVoD
UDP
VC
VCEG
VCR
VHO
VLAN
VLAN ID
VNPT
VoD
VoIP
VOL
VOP
VPI/VCI
VSO

Quality of Service
Realtime Transport Protocol
Real-Time Retransmission
Real Time Streaming Protocol
Standard-Definition Television

Sequential Color with Memory
Super HeadEnd
Simple Mail Transfer Protocol
Signal-to-Noise Ratio
Set Top Box
Triple Play Service
Time to Live
TV on Demand
User Datagram Protocol
Virtual Circuit
Video Coding Experts Group
Video Cassette Recorder
Video Headend Office
Virtual-Local Area Network
VLAN Identification
Vietnam Posts & Telecommunications
Video on Demand
Voice over IP
Video Object Layer
Video Object Plane
Virtual Path Identifier/Virtual Circuit Identifier
Video Switching Office

DANH MỤC CÁC BẢNG


xi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

1

MỞ ĐẦU
Với xu hướng phát triển công nghệ và nhu cầu sử dụng dịch vụ Viễn thông Công nghệ Thông tin ngày càng cao của khách hàng, khi mà dịch vụ thọai truyền
thống có sức cạnh tranh kém, không còn hấp dẫn khách hàng nữa; Việc tìm kiếm
triển khai dịch vụ mới của của các nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông – Công nghệ
Thông tin là cấp thiết, nhằm cạnh tranh với các nhà cung cấp dịch vụ khác khi mà
thị phần ngày càng bị chia sẽ, bị lấn sân bởi các nhà khai thác dịch vụ di động, nhà
khai thác dịch vụ truyền hình cáp…
Cùng với sự phát triển của các công nghệ nén video, chuẩn nén, thiết bị có
hiệu suất cao, cổng giao tiếp lớn ra đời, các dịch vụ về nội dung và truyền thông đa
phương tiện hứa hẹn mang đến nhiều triển vọng.
Từ đó thách thức các nhà khai thác mạng cố định phải tạo nên thị trường mới
và hướng đến công nghệ mới. Một trong thị trường phổ biến cho nhà khai thác
mạng cố định là dịch vụ TPS (Triple Play Service). Từ quan điểm thực tiễn của nhà
khai thác cần đưa ra hạ tầng mạng hội tụ IP, định hướng cung cấp các dịch vụ băng
rộng (Data, Video, Voice) thông qua một đường dây thuê bao đơn giản.
Trên cơ sở thực tiễn đặt ra, đề tài sẽ tập trung “Nghiên cứu triển khai dịch vụ
IPTV trên hạ tầng mạng nhà khai thác dịch vụ cố định ” như là một giải pháp phát
triển dịch vụ mới, tìm kiếm nguồn doanh thu mới từ dịch vụ mà hiện nay nhiều
doanh nghiệp Viễn thông – Công nghệ Thông tin lớn sẽ và đang thực hiện triển khai
để mang lại lợi thế cạnh tranh trong tương lai.
Luận văn này được xây dựng trên nền tảng kết quả của một số nghiên cứu
trong thời gian gần đây và đặc biệt là các giải pháp cung cấp dịch vụ IPTV của một
số nhà cung cấp thiết bị. Qua đó trình bày phương pháp tiếp cận triển khai dịch vụ
IPTV trên cơ sở hạ tầng mạng cố định của VNPT cho dịch vụ LiveTV và VoD, việc
lựa chọn công nghệ triển khai cho mạng truy nhập là cốt yếu cùng với việc sử dụng
các chuẩn nén Video MPEG 4 part 10 (H264) việc đưa ra các công thức tính toán
băng thông yêu cầu cho mạng Core và mạng truy nhập khi triển khai là cần thiết.

2

Phần mô phỏng và kết quả thực nghiệm dựa trên các thiết bị của Cisco, ZTE,
Huwai… cho việc cấu hình trên hạ tầng mạng của VNPT Tiền giang, việc triển khai
thử nghiệm và đánh giá kết quả dựa trên một số phần mềm nguồn mở như VLC,
Iperf…Cho thấy, việc tận dụng tối đa băng thông cáp đồng bằng cách sử dụng công
nghệ xDSL (ADSL 2+) cùng với việc lựa chọn chuẩn nén tiên tiến nhất MPEG-4
part 10 có thể cung cấp được dịch vụ IPTV hiện tại, nhưng trong tương lai khi đòi
hỏi băng thông cho các dịch vụ hình ảnh chất lượng cao như HDTV và tỷ lệ sử
dụng TV trong một hộ gia đình cao thì chỉ có phương cách hợp lý là chọn lựa công
nghệ truy cập quang cho các dịch vụ băng rộng cho các nhà điều hành mạng cố
định.


3

GIỚI THIỆU VỀ DỊCH VỤ IPTV
1.1 Khái niệm về dịch vụ IPTV
Dịch vụ IPTV(Internet Protocol Televison) là một dịch vụ truyền hình tương
tác trong đó các tín hiệu truyền hình kỹ thuật số được phân phối bằng giao thức IP
trên nền mạng băng thông rộng. Khái niệm trên cho thấy có thể cung cấp cả ba loại
hình dịch vụ IPTV, VoIP, HSI trên cùng một đường dây thuê bao cho khách hàng.

Soft Switch

Hình 1-1: Mô hình cung cấp dịch vụ IPTV
Các kỹ thuật truyền hình thông thường hiện nay bao gồm : truyền hình mặt
đất, truyền hình qua vệ tinh, truyền hình cáp. Với các thế mạnh của dịch vụ truyền

hình trên nền IP là ở tính tương tác và việc tận dụng triển khai trên hạ tầng mạng
truy cập của các nhà cung cấp dịch vụ cố định thì việc triển khai dịch vụ IPTV hứa
hẹn mang lại nguồn doanh thu đáng kể cho các nhà cung cấp dịch vụ cố định, đồng
thời việc sớm triển khai cung cấp dịch vụ IPTV được xem là bước phát triển chiến
lược của các nhà cung cấp dịch vụ cố định chống lại sự bành trướng, sự lấn sân của
nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáp.
1.2 Các ưu điểm của dịch vụ IPTV
Có 4 ưu điểm chính của dịch vụ IPTV so với các hệ thống truyền hình hiện tại:
Khả năng triển khai rộng khắp dịch vụ đến khách hàng.
Khả năng cung cấp nhiều kênh truyền hình


4

Khả năng điều khiển và tương tác
Khả năng phát triển nhiều dịch vụ giá trị gia tăng
1.2.1 Khả năng triển khai rộng khắp dịch vụ đến khách hàng
Với việc tận dụng hạ tầng mạng truy nhập hiện có của các công ty điện thoại
là: hệ thống mạng cáp đồng cùng các kỹ thuật băng rộng, cáp quang với chi phí đầu
tư giảm đáng kể (so với cáp đồng trục của truyền hình cáp) có thể triển khai dịch vụ
IPTV rộng khắp từ thành thị tới nông thôn, đến với mọi nhà với một chi phí đầu tư
ban đầu là tương đối thấp.
1.2.2 Khả năng cung cấp nhiều kênh truyền hình
Đối với truyền hình cáp kỹ thuật số với băng thông cáp đồng trục kéo đến
nhà thuê bao là 400Mbps như vậy với băng thông đáp ứng cho 1 kênh SD từ 2Mbps
đến 4Mbps thì có khả năng cung cấp tối đa là 200 kênh SD cho dịch vụ truyền hình
quảng bá. Nghĩa là đối với dịch vụ truyền hình cáp, phát quảng bá (broastcast) tất cả
200 kênh SD đến tận thiết bị đầu cuối khách hàng, do đó khả năng tối đa khách
hàng chỉ xem được có 200 kênh SD mà thôi.
Trong kỹ thuật truyền hình IP thì khác hẳn, với 1 STB 1 thuê bao thì để cung

cấp dịch vụ truyền hình IP, nhà cung cấp chỉ cần quản lý một kết nối từ người dùng
vào các nguồn kênh truyền hình. Kết nối này đơn giản là một đường thông từ người
xem đến các nguồn được chọn thông qua mạng IP. Do đó, với một đường kết nối
người dùng có thể có rất nhiều lựa chọn các kênh truyền hình khác nhau gần như
không giới hạn (mỗi lần chọn kênh thì chỉ có duy nhất kênh đó được đẩy xuống trên
đường dây thuê bao đến thiết bị đầu cuối khách hàng)
Với băng thông một kênh truyền hình chất lượng SD khoảng 2Mbps đến
4Mbps, người xem có thể chọn lựa trên hàng ngàn kênh truyền hình có trên server
của nhà cung cấp. Thiết bị đầu cuối STB có thể cung cấp nhiều kênh truyền cùng
lúc đến nhiều tivi khác nhau trong cùng một hộ gia đình. Với 1 đường ADSL2+ có
thể cung cấp đến 4 kênh truyền chất lượng SD, đủ cung cấp cho nhu cầu xem truyền
hình của một hộ gia đình.


5

1.2.3 Khả năng điều khiển và tương tác
Do dịch vụ IPTV là dịch vụ truyền hình dựa trên nền IP nên nó cung cấp cho
người dùng rất nhiều khả năng điều khiển tùy biến khác nhau thông qua các trình
ứng dụng điều khiển. Người dùng có thể lựa chọn nhà cung cấp dịch vụ truyền
hình; đăng ký và hủy các kênh riêng rẽ; coi cước online; lọc và hạn chế kênh được
xem; tạm dừng, tua tới, tua lui các đoạn video để xem giống như đầu VCR.
1.2.4 Khả năng phát triển nhiều dịch vụ giá trị gia tăng
Bằng cách biến đổi tín hiệu truyền hình thành dạng số, kết hợp cùng với các
dịch vụ về data và thoại trên nền IP, khả năng của IPTV gần như là vô hạn và nó
hứa hẹn mang đến những nội dung kỹ thuật số chất lượng cao như video theo yêu
cầu, hội thảo, truyền hình tương tác/trực tiếp, game tương tác/trực tiếp, giáo dục từ
xa, lướt web…
1.3 Các ứng dụng dịch vụ IPTV
1.3.1 Dịch vụ truyền hình quảng bá

1.3.1.1 Live TV
Là dịch vụ truyền hình số phát quảng bá trên nền mạng IP cung cấp những
chương trình truyền hình được thu lại từ những nguồn thu khác nhau, bao gồm:
Các kênh truyền hình analog của quốc gia
Các kênh truyền hình được thu miễn phí từ vệ tinh
Các kênh truyền hình đã mã hoá từ vệ tinh
Các kênh truyền hình riêng của nhà cung cấp, kênh truyền hình địa phương.
Với giải pháp cung cấp dịch vụ truyền hình trên nền IP, nhà cung cấp dịch vụ
có thể đóng nhiều loại kênh truyền hình thành các gói nhằm cung cấp cho khách
hàng với các gói cước linh hoạt khác nhau. Thông qua giao diện điện tử trên STB
người dùng dễ dàng xem được các lịch phát sóng của chương trình TV và có thể
chuyển kênh TV một cách thuận tiện.


6

1.3.1.2 Time-shifted TV
Các kênh có tính năng tạm dừng giúp người xem có thể tạm dừng kênh
truyền hình đang phát và có thể xem tiếp sau đó. Người dùng có thể xem tiếp từ thời
điểm tạm dừng hoặc xem tiếp kênh LiveTV như bình thường.
1.3.1.3 Kênh ảo TV từ nguồn VoDs
Với khả năng cung cấp rất nhiều film từ các nguồn VoD, việc lựa chọn một
số nội dung file VoD ghép thành một kênh ảo và phát trên mạng như một kênh TV
thông thường là cần thiết. Chức năng này giúp cho nhà cung cấp dịch vụ biên tập
các nội dung VoD có cùng thể loại (film hành động, film tâm lý xã hội, thời trang,
thể thao, …) thành một kênh chuyên đề theo thị hiếu của khách hàng.
1.3.1.4 NVoD (Near Video on Demand)
Gần giống như Time-shifted TV, chức năng này cho phép người xem, xem
một chương trình truyền hình lặp lại nhiều lần trên các kênh multicast khác nhau
với cùng một nội dung phát cách nhau một khoảng thời gian nào đó.

1.3.2 Dịch vụ theo yêu cầu
1.3.2.1 VoD (Video on Demand)
Đây là dịch vụ xem phim theo yêu cầu. Với một thư viện phim khổng lồ ở
nhiều thể lọai, người xem có thể tha hồ lựa chọn để xem nhờ các tính năng tìm
kiếm, hiển thị danh sách phim theo thể loại hay theo các tiêu chí khác và hơn nữa là
có miêu tả tóm tắt nội dung bộ phim, tác giả, đạo diễn, thời lượng xem…và đặc biệt
là cho xem thử trước các đọan phim.
Với tính năng tiện lợi giúp người xem có thể thao tác như thiết bị ghi hình
VCR là tạm dừng, chạy tiếp, tua về trước, tua lùi.
Với dịch vụ VoD, nhà cung cấp có thể gắn kèm trailer quảng cáo vào nội
dung demo, hỗ trợ lưu các thông tin VoD ưa thích vào Favourite, giúp người dùng
có thể chọn lại để xem. Với kho khổng lồ các thể lọai phim theo yêu cầu thì chức
năng khoá chương trình, khóa phim hoặc nội dung không dành cho trẻ em là rất cần
thiết.


7

1.3.2.2 TVoD (TV on Demand)
Đây là dịch vụ cho phép người dùng lựa chọn xem lại các kênh TV mà mình
bỏ lỡ, các chương trình LiveTV được lưu lại trên server trong một khoảng thời gian
nào đó tùy thuộc vào nhà cung cấp cấu hình. Thời gian lưu trữ các chương trình có
thể đặt thay đổi linh động theo nhu cầu thực tế. Có 2 cách thức lưu trữ là theo thời
gian và lưu trữ theo chương trình.
Yêu cầu đối với dịch vụ này cần hỗ trợ các tính năng cơ bản của thiết bị ghi
hình VCR, đó là tạm dừng, chạy tiếp, tua về trước, tua lùi.
1.3.2.3 Games on Demand
Dịch vụ chơi game theo yêu cầu cung cấp những trò chơi giải trí cho khách
hàng. Các trò chơi này được cài đặt trên server ngoài việc người chơi tự chơi nó có
thể cung cấp chơi trực tuyến bằng cách truyền (streaming) từ hệ thống IPTV server

đến STB có hỗ trợ máy ảo Java (JVM). Hệ thống có chế độ tính điểm và ghi thông
tin người chơi.
1.3.2.4 Music on Demand
Giống như dịch vụ VoD, người dùng có thể xem những clip ca nhạc theo sở
thích của mình.
1.3.2.5 Karaoke on Demand
Người dùng có thể lựa chọn các bài hát từ danh sách các thư viện bài
karaoke để hát, để đạt chất lượng âm thanh tốt người dùng cần đầu tư hệ thống âm
thanh chuyên dụng ghép nối thêm.
Hệ thống quản lý danh mục bài hát theo thể loại nhạc: trữ tình, tiền chiến, cải
lương…; có khả năng hỗ trợ tìm kiếm theo tên bài hát hoặc tên ca sỹ... ; cho phép
lưu danh sách các bài hát được chọn thành một danh sách chơi (playlist) và đặc biệt
là phải có chế độ tính điểm, tổng kết điểm và ghi thông tin người hát.


8

1.3.3 Dịch vụ thông tin và truyền thông
1.3.3.1 Internet on TV (Web Browser)
Dịch vụ này cho phép người dùng duyệt web trên Internet thông qua màn
hình TV với một số chức năng cơ bản của trình duyệt web như Back, Refresh, Stop,
History…
1.3.3.2 TV – Information
Dịch vụ này cung cấp thông tin phong phú đến khách hàng qua các kênh
thông tin tích hợp của các nhà cung cấp dịch vụ nội dung, các kênh bao gồm: tin
tức, giá cả thị trường, mua sắm thời trang, thông tin chứng khoán, đấu giá, dự báo
thời tiết,…
1.3.3.3 Video Conference
Hội nghị truyền hình. Giải pháp này cho phép tổ chức các cuộc họp, các buổi
hội thảo, đào tạo trực tuyến từ xa…hỗ trợ nhiều người tham gia đối thoại trực tuyến

thông qua kênh truyền hình IPTV.
Đối với dịch vụ này yêu cầu tính thời gian thực cao hơn, do đó hệ thống phải
hỗ trợ việc thay đổi các thông số về chất lượng hình ảnh, âm thanh, chuẩn nén, …
đảm bảo phù hợp với băng thông đường truyền.
1.3.4 Dịch vụ gia tăng khác
1.3.4.1 TV Mail
Thuê bao có thể sử dụng dịch vụ email thông qua màn hình giao diện trên
màn hình TV. Ngoài việc sử dụng webmail thông qua dịch vụ Internet on TV, chức
năng này còn hỗ trợ email-client với các chuẩn SMTP, POP3 thông dụng có các
tính năng của một chương trình email-client cơ bản.
1.3.4.2. Photo Album
Chức năng này cho phép người dùng có thể tạo, lưu trữ, quản lý và chia sẽ
các album ảnh của mình cho nhiều người cùng xem. Hệ thống Photo Album hỗ trợ
tìm kiếm thông tin ảnh nhanh chóng, và đặc biệt hỗ trợ người dùng tạo các thư mục
cá nhân để lưu các ảnh riêng tư.


9

1.3.4.3 Video Blog
Dịch vụ này cho phép người dùng có thể tạo riêng cho mình một clip blog,
có thể soạn thảo, thêm mới các đề mục, bài viết dễ dàng. Dịch vụ hỗ trợ quản lý
thông tin cá nhân và phân quyền cho các thành viên giúp cho việc quản lý thành
viên truy nhập blog được dễ dàng.
1.3.4.4 Global Monitoring
Dịch vụ này cho phép giám sát an ninh và giám sát hộ gia đình từ xa thông
qua hệ thống Camera tích hợp phía thiết bị đầu cuối khách hàng
1.3.4.5 Game Online
Dịch vụ trò chơi trực tuyến, cung cấp những trò chơi trực tuyến có qui mô
lớn và có nhiều người cùng chơi đồng thời qua việc tích hợp các trò chơi trực tuyến

của các nhà cung cấp thứ ba vào hệ thống.


10

HỆ THỐNG MẠNG IPTV
2.1 Hệ thống mạng IPTV
2.1.1 Mô hình tổng quát các khối chức năng và nguyên lý họat động

Hình 2-2: Mô hình tổng quát các khối chức năng và nguyên lý họat động của
hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV
2.1.1.1 Realtime Encoder
Là một bộ mã hóa video thời gian thực. Đầu vào có thể là tín hiệu dạng số
hay có thể là các dạng tương tự như NTSC, PAL, SECAM hay dạng tín hiệu tương
tự khác. Đầu ra của bộ encoder là dòng tín hiệu số được đóng gói IP đã được mã
hóa.
2.1.1.2 Electronic Program Guide
EPG là một giao diện chương trình điện tử được cài đặt như là một HTTP
Server cung cấp thông tin về các kênh truyền hình được liệt kê dưới dạng trang
Web cho các ứng dụng quảng bá chạy trên STB (Broadcast Client). Chương trình
EPG xác thực và chứng nhận cho thuê bao đối với dịch vụ quảng bá (broadcast).


11

Ngoài ra EPG cũng cung cấp các địa chỉ multicast của các kênh truyền hình. Giúp
cho Broadcast Client sử dụng những địa chỉ này trong bản tin IGMP để thực hiện
việc chuyển kênh.
2.1.1.3 Broadcast Client
Broadcast Client là một chương trình ứng dụng chạy trên STB nó cung cấp

giao diện người dùng và điều khiển giao tiếp với dịch vụ truyền hình broadcast.
Nghĩa là Broadcast Client trình bày các kênh truyền hình được cung cấp bởi EPG,
và thực hiện việc điều khiển giao diện này cho việc chuyển kênh thông qua giao
thức IGMP. Khi đường DSL chỉ có thể cung cấp đủ băng thông cho một kênh
broadcast, bộ xử lý IGMP phải đảm bảo chỉ có một kênh truyền đến STB tại một
thời điểm. Broadcast Client thực hiện việc này bằng cách gửi các bản tin Leave và
Join để chuyển kênh.
Ngoài ra Broadcast Client cùng với EPG tạo ra giao diện xác thực thuê bao
cho các dịch vụ. Việc xác thực thường được thực hiện bằng các giao thức xác thực
của tầng ứng dụng.
2.1.1.4 Asset Distribution System
Hệ thống phân phối nội dung ADS có nhiệm vụ là nhận nội dung video từ
các nhà cung cấp nội dung, áp các qui tắc kinh doanh vào để phân phối nội dung
này đến những khu vực khác nhau trong hệ thống mạng của nhà cung cấp dịch vụ.
ADS có thể được sử dụng để thay đổi các thông tin mô tả của nội dung
video, nhằm thêm vào các thông tin liên quan đến các luật kinh doanh của mình như
giá của video, gói dịch vụ nào, nội dung video có cần được mã hóa không,… Dựa
trên các quy tắc kinh doanh đó, ADS sẽ phân phối nội dung đến phân hệ quản lý tài
nguyên tại các video server ở các khu vực khác nhau trong hệ thống mạng của nhà
cung cấp dịch vụ.
2.1.1.5 Navigation Server
Navigation Server là server web dạng HTTP, phục vụ có điều hướng việc
cung cấp các thông tin về nội dung VoD cho dịch vụ theo yêu cầu chạy trên STB


12

(on-demand client). Navigation Server sử dụng thông tin từ hệ thống ADS để xác
định những nội dung video nào được hiển thị đến thuê bao. Đối với các nội dung
được cung cấp dưới dạng gói thuê bao thì Navigation Server có thể sử dụng thông

tin trong cơ sở dữ liệu khách hàng để điều chỉnh những thông tin được hiển thị.
2.1.1.6 Session Manager
Phân hệ quản lý phiên là trung tâm của quá trình truyền thông cho ondemand client trên STB. Nó quản lý vòng đời của phiên video và chịu trách nhiệm
cho việc phân xử giữa các nguồn khác nhau để đưa dòng video đáp ứng cho yêu
cầu.
Khi nhận được một yêu cầu phiên video từ on-demand client, Session
Manager sẽ sử dụng dịch vụ của hệ thống phân quyền để xác định thuê bao này có
quyền xem nội dung video này hay không. Nếu yêu cầu không được chấp nhận,
Session Manager gởi thông báo không phục vụ về cho on-demand client xử lý đồng
thời kết thúc phiên. Nếu yêu cầu được xác nhận, máy chủ phân quyền sẽ trả lời
thông tin xác nhận cộng với các thông tin có liên quan với video đó như dạng mã
hóa video… Khi nhận được trả lời xác nhận, Session Manager sẽ quyết định chọn
server VoD nào là phục vụ tốt nhất cho yêu cầu này. Trường hợp video cần phải
được mã hóa trong thời gian thực, Session Manager gởi tới hệ thống truy nhập có
điều kiện (CAS/DRM) yêu cầu thực hiện mã hóa cho luồng nội dung này. Sau khi
các nguồn mà phiên yêu cầu đã tập hợp đầy đủ, Session Manager sẽ trả lời cho đầu
cuối thông tin về các tham số giao vận IP/UDP/RTP, địa chỉ IP nguồn của video
chọn, key của khóa mã … của luồng thông tin đến STB.
2.1.1.7 Entitlement System
Hệ thống bản quyền có chức năng xác định những thuê bao nào được phép
hay không được phép xem nội dung video. Hệ thống cấp quyền sử dụng thông tin từ
ADS để xây dựng cơ sở dữ liệu để xác định quan hệ giữa các gói thuê bao và các
nội dung video. Dựa vào đó, hệ thống cấp quyền sẽ quyết định thuê bao có được
xem nội dung video hay không.


13

2.1.1.8 Video Pump
Bơm video là thành phần lưu trữ và streaming của hệ thống VoD. Video

Pump bao gồm các thành phần lưu trữ và nội dung video, được tổ chức sao cho có
thể gửi đi bất kỳ một nội dung video nào với một tốc độ xác định trước. Thành phần
streaming thực hiện lấy file từ hệ thống lưu trữ và đẩy vào mạng. Video Pump phải
có khả năng điều khiển cơ bản các luồng video, ví dụ như fast-forward, rewind…
phục vụ cho quá trình xem nội dung video.
2.1.1.9 On-Demand Resource Manager
Phân hệ quản lý tài nguyên là ứng dụng quản lý các nguồn streaming và các
nhóm lưu trữ cung cấp cho Video Pump. ODRM chịu trách nhiệm xác định vị trí và
xây dựng các nội dung cũng như xác định các máy bơm video khi có yêu cầu từ
Session Manager. Đầu vào, phân hệ quản lý tài nguyên tiếp nhận nội dung từ hệ
thống phân phối nội dung và sao chép nội dung này đến các Video Pump mà nó
quản lý và điều khiển. Đầu ra ODRM cung cấp cho các yêu cầu từ Session Manager
bằng cách xác định vị trí các Video Pump.
2.1.1.10 On-Demand Resource Client
Đây là một tiến trình ứng dụng chạy trên STB, có nhiệm vụ cung cấp giao
diện người dùng và điều khiển cho các dịch vụ video theo yêu cầu. ODRC cung cấp
nội dung cho giao diện người dùng bằng cách sử dụng dịch vụ của máy chủ điều
hướng dựa trên các ứng dụng nhúng trên HTTP.
Giao diện ODRC giúp thuê bao thực hiện các yêu cầu nội dung video bằng
cách tạo ra các yêu cầu truyền nhận đến Session Manager cho việc yêu cầu các
luồng video.
2.1.1.11 Conditional Access System and Encryption Engine
Hệ thống truy nhập có điều kiện (CAS - Conditional Access System) là hệ
thống quản lý các key mã hóa và giải mã và phân phối các nội dung video bị mã
hóa. Mã hóa nội dung video được xem như là lớp bảo vệ thứ 2 để chống đánh cắp


14

thông tin. Lớp bảo vệ thứ nhất cho cả dịch vụ quảng bá lẫn dịch vụ theo yêu cầu

được tích hợp trong ứng dụng chạy trên STB.
Do sự phức tạp và giá thành cao của hệ thống truy nhập có điều kiện, người
ta chỉ mã hóa các kênh truyền hình có trả phí hay các nội dung video cao cấp. Khi
mã hóa kênh truyền hình, mã hóa phải thực hiện trong thời gian thực cùng với dòng
thông tin. Khi mã hóa dịch vụ VoD, việc mã hóa có thể thực hiện trong thời gian
thực khi truyền stream hay mã hóa trong lúc tái tạo nội dung trong Video Pump.
2.1.1.12 Broadcast Video Bandwidth Enforcement
Khống chế băng thông kênh truyền hình được tích hợp trong chức năng của
các bộ định tuyến (router) kết tập (AR- Aggregation Router). Để giới hạn băng
thông tối đa router kết tập được thiết lập số giới hạn tối đa các IGMP host tham gia
vào vùng các địa chỉ broadcast. Việc ánh xạ (maping) các kênh truyền hình vào các
địa chỉ multicast là cách AR có thể khống chế băng thông của các loại kênh truyền
hình khác nhau bằng các khoảng địa chỉ multicast khác nhau.
2.1.1.13 Video Decryption and Video Decoder
STB có 2 thành phần quan trọng dùng đề chuyển đổi tín hiệu video mã hóa
và nén bằng gói IP thành tín hiệu số đã giải mã và không nén có thể đưa trực tiếp
vào TV kỹ thuật số hoặc chuyển đổi thành tín hiệu TV thông thường. Hai thành
phần đó là bộ giải mã và bộ giải nén. Bộ giải mã – Video Decoder, chịu trách nhiệm
giải mã luồng tín hiệu tới. Nó sử dụng thuật toán giải mã giống như thuật toán mã
hoá được dùng trong bộ mã hoá dịch vụ. Nó cũng hỗ trợ các thuật toán mã hoá khác
dùng cho dịch vụ VoD. Bộ giải nén-Video Decryptor, chịu trách nhiệm giải nén tín
hiệu nếu tín hiệu bị nén bởi bộ nén thời gian thực (dịch vụ broadcast) hay bộ nén
off-line (cho dịch vụ VoD ).
2.1.1.14 Subscriber Database
Cơ sở dữ liệu thuê bao là thành phần chứa thông tin về từng thuê bao, lọai
dịch vụ thuê bao đăng ký sử dụng, thông tin về cước thuê bao…