Nghiên cứu mạng máy tính IPTV (Internet Protocol Television)

bài tập mạng máy tính IPTV

IPTV
(Internet Protocol Television)
I. Giới thiệu
Sự phát triển của mạng Internet toàn cầu nói riêng và công nghệ thông tin nói chung đã đem
lại tiến bộ và phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật. Internet không những đã rút ngắn khoảng
cách về không gian, thời gian mà còn mạng lại cho mọi người, mọi quốc gia và cả thế giới những
lợi ích to lớn. Tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin là một trong những lợi ích
to lớn, có vai trò quan trọng và tầm ảnh hưởng rộng khắp.
Với sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng còn làm thay đổi cả về nội dung
và kĩ thuật truyền hình. Hiện nay truyền hình có nhiều dạng khác nhau: truyền hình số, truyền
hình vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình Internet và IPTV. IPTV đang là cấp độ cao nhất và là
công nghệ truyền hình của tương lai. Sự vượt trội trong kĩ thuật truyền hình của IPTV là tính
năng tương tác giữa hệ thồng với người xem, cho phép người xem chủ động về thời gian và khả
năng triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác trên hệ thồng nhằm đáp ứng nhu cầu
của người sử dụng.
Hiện nay trên thế giới đã có một số quốc gia triển khai thành công IPTV. Theo các chuyên gia
dự báo thì tốc độ phát triển thuê bao IPTV sẽ tăng theo cấp số nhân theo từng năm. Ở Việt Nam
hiện nay, một số nhà cung cấp đang thử nghiệm dịch vụ IPTV trên mạng băng rộng ADSL.

II. IPTV là gì?
IPTV (Internet Protocol Television) là một hệ thống mà dịch vụ truyền hình số được
cung cấp thông qua mạng IP, bao gồm cã những kết nối băng rộng. Định nghĩa một cách tổng
quan thì IPTV là một phương thức truyền hình, thay vì sử dụng phương thức quảng bá và cáp
truyền thống, sử dụng công nghệ dựa trên hệ thống mạng máy tính. (wikipedia) Các user có


Công nghệ mạng - IPTV
thể thông qua máy vi tính PC hoặc máy thu hình phổ thông cộng với hộp phối ghép set topbox
để sử dụng dịch vụ IPTV.

Hệ thống IPTV cung cấp cho thuê bao sử dụng TV một dải rộng cho việc lựa chọn nội
dung quảng bá và nội dung lựa chọn riêng của thuê bao. Giải pháp toàn diện bao gồm Live
TV, Video on Demand (VOD), Digital Rights Management (DRM) và Middleware. Nội dung
truyền hình được phát thông qua kết nối IP bảo mật sử dụng các set-top box dựa trên công
nghệ IP chuẩn.
IPTV có 2 đặc điểm cơ bản là: dựa trên nền công nghệ IP và phục vụ theo nhu cầu.
Với khách hàng đầu cuối, IPTV thường cung cấp dịch vụ VoD (Video on Demand) và có thể
kết hợp với các dịch vụ Internet như truy cập web và VoIP. Việc kết hợp này được gọi là dịch
vụ "Triple Play" (thêm mobility thì được gọi là "Quadruple Play").
Như vậy IPTV đóng vai trò phân phối các dữ liệu, kể cả hình ảnh, âm thanh, văn bản
qua mạng sử dụng giao thức Internet. Điều này nhấn mạnh vào việc Internet không đóng vai
trò chính trong việc truyền tải thông tin truyền hình hay bất kì loại nội dung truyền hình nào
khác. Thay vào đó, IPTV sử dụng IP là cơ chế phân phối mà theo đó có thể sử dụng Internet,
đại diện cho mạng công cộng dựa trên IP, hay có thể sử dụng mạng riêng dựa trên IP.
Có thể thấy, IPTV là một dịch vụ số mà có khả năng cung cấp những tính năng vượt
trội hơn khả năng của bất kì cơ chế phân phối truyền hình nào khác. Ví dụ, set – top box IPTV
có thể thông qua phần mềm để cho phép xem đồng thời 4 chương trình truyền hình trên màn
hiển thị, hay có thể nhận tin nhắn sms, e – mail….
Tiềm năng của IPTV là rất lớn. Dự đoán rằng, năm 2008 sẽ có khoảng 20 triệu gia
đình sử dụng dịch vụ IPTV. Nếu chúng ta trả phí 50$ mỗi tháng cho dịch vụ IPTV, để cả một
set – top box, thì ngân sách sẽ thu về khoảng 12 tỉ $ một năm trong vài năm

III. Lịch sử
Năm 1994, World News Now của ABC đã có buổi trình chiếu truyền hình quảng bá
qua mạng Internet đầu tiên, sử dụng phần mềm CU-SeeMe videoconferencing.

2


Công nghệ mạng - IPTV

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 phầm
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 dữ 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.

IV. Một số đặc tính IPTV:
-

Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả năng hai chiều của hệ thống IPTV cho phép nhà cung
cấp dịch vụ phân phối toàn bộ các ứng dụng TV tương tác. Các loại dịch vụ được truyền
tải thông qua một dịch vụ IPTV có thể bao gồm TV trực tiếp chuẩn, TV chất lượng cao
(HDTV), trò chơi tương tác, và khả năng duyệt Internet tốc độ cao.

-

Sự dịch thời gian: IPTV kết hợp với một máy ghi video kĩ thuật số cho phép dịch thời gian
nội dung chương trình – một cơ chế cho việc ghi và lưu trữ nội dung IPTV để xem sau.

-

Cá nhân hóa: Một thệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối hỗ trợ truyền thông tin hai chiều
và cho phép người dùng ở kết cuối cá nhân hóa những thói quen xem TV của họ bằng
cách cho phép họ quyết định những gì họ muốn xem và khi nào họ muốn xem.

-

Yêu cầu về băng thông thấp: Thay vì phân phối trên mọi kênh để tới mọi người dùng, công
nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ chỉ truyền trên một kênh mà người dùng yêu

3


Công nghệ mạng - IPTV
cầu. Đặc điểm hấp dẫn này cho phép nhà điều hành mạng có thể tiết kiệm băng thông của
mạng.
-

Có thể truy xuất qua nhiều thiết bị: Việc xem nội dung IPTV bây giờ không chỉ giới hạn ở
việc sử dụng TV. Người dùng có thể sử dụng máy PC hay thiết bị di động để truy xuất vào
các dịch vụ IPTV.
V. Sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình Internet:
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:
1. 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.

2. Về mặt địa lí
Các mạng do nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sở hữu và điều khiển không cho phép
người sử dụng Internet truy cập. Các mạng này chỉ giới hạn trong các khu vực địa lí cố định.
Trong khi, mạng Internet không có giới hạn về mặt địa lí, người dùng Interet nào cũng có
thể xem truyền hình Internet ở bất kì đâu trên thế giới.
3. 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 nhình 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.

4


Công nghệ mạng - IPTV
4. Cơ chế truy cập
Một set-top box số thường được sử dụng để truy cập và giải mã nôi j 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.
5. 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.

VI. Tình hình phát triển dịch vụ IPTV:
1. Tình hình phát triển dịch vụ IPTV trong khu vực:
Cuối thập kỷ trước, cùng sự phát triển của các dịch vụ truyền hình vệ tinh, sự tăng
trưởng của dịch vụ truyền hình cáp số, và đặc biệt là sự ra đời của HDTV đã để lại dấu ấn đối
với lĩnh vực truyền hình. Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới đã xuất hiện một phương thức cung
cấp dịch vụ mới còn mạnh hơn với đe dọa sẽ làm lung lay mọi thứ đã có. Internet Protocol
Television (IPTV) đã ra đời, dựa trên sự hậu thuẫn của ngành viễn thông, đặc biệt là mạng
băng rộng, IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, tạo nên sự cạnh tranh
mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ truyền hình. Hãng In-Stat, một hãng
nghiên cứu thị trường công nghệ cao có uy tín, gần đây đã dự báo rằng thị trường các dịch vụ
IP video tại khu vực châu Á – Thái Bình Dương sẽ tăng trưởng tới gần 80% mỗi năm từ nay
đến năm 2010 và sẽ tạo ra một thị trường 4,2 tỷ USD. Hãng này cũng dự đoán châu Á sẽ
chiếm tới một nửa trong tổng số thuê bao TV của các công ty điện thoại trên toàn thế giới vào
năm 2009 với tổng số thuê bao tối thiểu 32 triệu.

5


Công nghệ mạng - IPTV
Các số liệu này cho thấy trong những năm còn lại của thập kỷ này, IPTV sẽ trở thành
một dịch vụ có thị trường rộng lớn trên toàn cầu với châu Á tiếp tục dẫn đầu trong việc thu hút
khách hàng. Các con số này cũng cho thấy đây là một thị trường năng động với rất nhiều cơ
hội cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có mô hình kinh doanh, hình thức cung cấp dịch
vụ và công nghệ hợp lý.
Informa Telecoms & Media dự báo IPTV sẽ được sử dụng bởi trên 35% các hộ gia
đình sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Hồng Kông vào năm 2010, con số này sẽ gần tương
đương với số hộ gia đình dùng dịch vụ truyền hình cáp (khoảng 37%). Công ty này cũng dự

báo sẽ có đến 13% các hộ sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Singapore sẽ nhận tín hiệu
truyền hình số thông qua đường dây DSL của họ, điều này làm cho IPTV trở thành một nền
tảng truy nhập số phổ biến hơn rất nhiều so với truyền hình số mặt đất (DDT). Informa cũng
dự báo rằng DSL sẽ chiếm tới 9,2% các hộ gia đình sử dụng truyền hình số ở Úc, 6,2% ở
New Zealand, 5,8% ở Đài Loan, 5,7% ở Nhật Bản và 4,2% ở Hàn Quốc. Truyền hình cáp vẫn
sẽ thống trị đến năm 2010, nhưng sau đó IPTV sẽ thực sự là đối thủ cạnh tranh với truyền
hình số mặt đất và vệ tinh đối với người xem truyền hình châu Á.
Sự phát triển của IPTV chắc chắn sẽ nhanh hơn, nhưng với sự số hóa của truyền
hình cáp và vệ tinh, các nhà cung cấp sẽ phải cạnh tranh để giành được khách hàng mới. Tùy
thuộc vào thị trường cụ thể, các nhà khai thác dịch vụ IPTV sẽ phải bổ sung vào dịch vụ
truyền hình quảng bá nhiều kênh với việc mở rộng cung cấp các dịch vụ như VoD, Replay-TV
(network DVR), In-home DVR, Multi-room Service, v.v... PCCW ở Hồng Kông, nhà cung cấp
dịch vụ IPTV lớn nhất thế giới với trên 500.000 thuê bao, đã đưa HDTV và VoD vào cung cấp
trên mạng DSL của mình. SOFTBANK của Nhật Bản cũng đã nhắm đến xây dựng nội dung
lên đến 5.000 giờ cho các phim truyện Nhật Bản và Holywood trên dịch vụ DSL/FTTH VideoOn-Demand.
2. 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

6


Công nghệ mạng - IPTV
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 40 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.

3. Khả năng triển khai dịch vụ IPTV tại Việt Nam:
a. Khả năng nhu cầu của thị trường:
Để đánh giá nhu cầu của thị trường (khách hàng) đối với dịch vụ IPTV, nhà cung cấp
nội dung VASC đã tổ chức một cuộc thăm dò nhu cầu tại 04 thành phố Hà Nội, thành phố Hồ
Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng. Mục tiêu của cuộc thăm dò nhằm nghiên cứu thị trường trên
các mặt: tìm hiểu thói quen giải trí các loại của công chúng; tìm hiểu mức độ chấp nhận của
công chúng đối với dịch vụ truyền hình trực tuyến video theo yêu cầu và các các dịch vụ giá trị
gia tăng của IPTV: ý tưởng, giá cả; dự báo nhu cầu sử dụng dịch vụ IPTV; phân tích dữ liệu
thu được nhằm đề xuất các định hướng kinh doanh cho dịch vụ.
Đối tượng nghiên cứu: Tập trung khảo sát các đối tượng là các cá nhân trong độ tuổi
18 - 50 có quan tâm đến dịch vụ giải trí truyền hình và biết sử dụng internet trên cả nước,

7


Công nghệ mạng - IPTV
riêng đối tượng được phỏng vấn trực tiếp chỉ giới hạn ở 4 địa bàn tiêu biểu là Hà Nội, thành
phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng và Đà Nẵng. Số lượng khảo sát trực tiếp được phân bổ ở từng
địa bàn như sau: thành phố Hà Nội 301 mẫu; thành phố Hồ Chí Minh 301 mẫu; thành phố Đà

Nẵng 209 mẫu; thành phố Hải Phòng 200 mẫu
Kết quả thăm dò nhu cầu thị trường: Xã hội càng phát triển, nhu cầu giải trí của người
dân càng cao. Hầu hết các gia đình đều đã có TV và đầu đĩa DVD, VCD, CD. Thói quen xem
TV/phim, nghe nhạc tại nhà chiếm phần lớn thời gian giải trí. Tại 4 thành phố được khảo sát,
gần 1/3 người dân có nhu cầu truy cập Internet và khoảng 1/8 dân chúng có thói quen xem
phim tại rạp và chơi video game. Một nửa đối tượng khảo sát có đăng ký sử dụng truyền hình
cáp/kỹ thuật số cho thấy người dân rất hứng thú với các loại hình dịch vụ giải trí truyền hình,
đặc biệt là hình thức dịch vụ Tivi có trả tiền. Thị phần của các nhà cung cấp dịch vụ là khác
nhau, nhưng xét một cách tổng thể thì các nhà cung cấp dịch vụ TH cáp/KTS đã đáp ứng
được hơn 70% nhu cầu giải trí truyền hình của khách hàng. Gần một nửa khách hàng hài
lòng với nhà cung cấp dịch vụ nhờ sự đa dạng về các kênh và chương trình truyền hình, 1/4
còn lại hài lòng về chất lượng nội dung chương trình. Trong khi đó có khoảng 1/3 khách hàng
mong đợi có thêm nhiều kênh truyền hình, thuyết minh và phụ đề tiếng Việt. Chi phí cho dịch
vụ giải trí truyền hình hiện tại vào khoảng 46.000 đồng. Mức chi thấp nhất là TP. Đà Nẵng gần
26.500đ, và cao nhất là Hải Phòng, 69.000đ. Cảm nhận về dịch vụ IPTV: Ý tưởng cung cấp
dịch vụ truyền hình qua Internet (IPTV), video theo yêu cầu (VoD) và các dịch vụ cộng thêm
của IPTV (như: truy cập Internet và email trên Tivi, điện thoại hiển thị hình ảnh và điện thoại
VoIP, chức năng ghi chương trình, chơi game) được đông đảo khách hàng quan tâm. Tại Đà
Nẵng, 90% người được hỏi đều thú vị với dịch vụ này. Kế đến là TP.HCM và Hải Phòng với
81% và 80%, cuối cùng là Hà Nội với chỉ hơn 54%.
Dự báo nhu cầu sử dụng dịch vụ IPTV: Khả năng đăng ký sử dụng dịch vụ IPTV tại
Hải Phòng không cao, chưa tới 1/4 khách hàng nghĩ sẽ đăng ký sử dụng dịch vụ này trong
vòng 1 năm tới. Hà Nội có khoảng 43%, Đà Nẵng gần 50% và thành phố Hồ Chí Minh cao
nhất với 55% (trong đó 34% mong muốn đăng ký trong vòng 6 tháng tới). Nếu căn cứ trên thói
quen giải trí tại gia đình của đại đa số người dân thì nhu cầu sử dụng dịch vụ IPTV là rất cao,

8


Công nghệ mạng - IPTV

và việc phát triển nội dung cho các dịch vụ IPTV có thể bắt đầu triển khai ngay từ thời điểm
này, càng sớm càng tốt. Như vậy, xét trên góc độ nhu cầu thị trường, đa số khách hàng có
nhu cầu sử dụng loại hình dịch vụ IPTV và sẵn sàng trả thêm mức phí dịch vụ để có được
khả năng giải trí thuận tiện, chất lượng.
b. Khả năng đáp ứng nhu cầu dịch vụ IPTV của mạng viễn thông Việt Nam:
Với mạng băng hẹp truyền thống, chỉ một số dịch vụ đơn giản của IPTV là có thể thực
hiện được. Còn để có thể triển khai thành công dịch vụ IPTV thì mạng băng rộng đóng vai trò
tiên quyết, bởi vì chỉ với mạng băng rộng mới có thể bảo đảm cung cấp đầy đủ băng thông
theo yêu cầu cho các dịch vụ IPTV (như truyền hình, Video, Games, v.v...).
Cho đến nay, thị trường băng rộng tại Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển bùng
nổ nhu cầu và còn rất nhiều tiềm năng. Số lượng thuê bao băng rộng của Việt Nam đã đạt
xấp xỉ 200.000 với sự tham gia của các nhà cung cấp dịch vụ VNPT, FPT Telecom, Viettel,
SPT, ... Dự kiến đến cuối năm 2006, số lượng thuê bao băng rộng của Việt Nam sẽ đạt
khoảng 300.000 và đến 2008 số lượng này sẽ phát triển lên tới 800.000 ¸ 1.000.000 thuê bao.
Đồng thời với việc triển khai các công nghệ hữu tuyến xDSL/PON và công nghệ vô tuyến
băng rộng (WiFi/WiMAX, CDMA, ...) của các nhà cung cấp dịch vụ ở Việt Nam, thì IPTV lại
càng có cơ hội phát triển mạnh mẽ và bảo đảm cho sự thành công của loại hình dịch vụ mới
này.
Việc chuyển đổi cấu trúc mạng lưới từ chuyển mạch kênh truyền thống theo thời gian
sang mạng NGN với công nghệ chuyển mạch gói là một sự chuyển đổi mạnh mẽ về công
nghệ, phù hợp với xu thế phát triển chung của các nước phát triển trên thế giới. Do vậy, các
nhà cung cấp dịch vụ của Việt Nam đã chọn NGN làm bước phát triển tiếp theo trong việc tìm
kiếm các giải pháp phát triển mạng. Mạng NGN sẽ cho phép triển khai các dịch vụ đa dạng
với giá thành thấp, giảm thiểu thời gian đưa dịch vụ mới ra thị trường, giảm chi phí khai thác
mạng và dịch vụ, đồng thời nâng cao hiệu quả đầu tư và tạo nguồn doanh thu mới ngoài
doanh thu từ các dịch vụ truyền thống. NGN cho phép tăng cường khả năng kiểm soát, bảo
mật thông tin và tin cậy trong khi giảm thiểu được chi phí vận hành. NGN được xây dựng trên

9

Công nghệ mạng - IPTV
tiêu chí mở, các giao thức chuẩn và giao diện thân thiện. NGN thống nhất mạng hữu tuyến
truyền thống và chuẩn truyền tải âm thanh, hình ảnh, dữ liệu không dây.

VII. Cấu trúc IPTV:
1. Cơ sở hạ tầng IPTV:

Hình 1.1 Sơ đồ khối đơn giản của một hệ thống IPTV
a. Trung tâm dữ liệu IPTV:
Cũng được biết đến là “đầu cuối_headend”. Trung tâm dữ liệu IPTV nhân nội dung
từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phương, các nhà tập hợp nội dung, nhà
sàn xuất, qua đường cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh. Ngay khi nhận được nội dung, một số
các thành phần phần cứng khác nhau từ thiết bị mã hóa và các máy chủ video tới bộ định
tuyến IP và thiết bị bảo mật giành riêng được sử dụng để chuẩn bị nội dung video cho việc
phân phối qua mạng dựa trên IP. Thêm vào đó, hệ thống quản lý thuê bao được yêu cầu để
quản lý và hồ sơ và phí thuê bao của những người sử dụng. Chú ý rằng, địa điểm thực của
trung tâm dữ liệu IPTV được yêu cầu bởi hạ tầng cơ sở mạng được sử dụng bởi nhà cung
cấp dịch vụ.
b. Mạng truyền dẫn băng thông rộng:
Việc truyền dẫn dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm – điểm. Trong trường hợp triển
khai IPTV trên diện rộng, số lượng các kết nối điểm – điểm tăng đáng kể và yêu cầu độ rộng
băng thông của cơ sở hạ tầng khá rộng. Sự tiến bộ trong công nghệ mạng trong những năm
qua cho phép những nhà cung cấp viễn thông thỏa mãn một lượng lớn yêu cầu độ rộng băng
thông mạng. Hạ tầng truyền hình cáp dựa trên cáp đồng trục lai cáp quang và các mạng viễn
thông dựa trên cáp quang rất phù hợp để truyền tải nội dung IPTV.
c. Thiết bị người dùng IPTV:

10

Công nghệ mạng - IPTV
Thiết bị người dùng IPTV (IPTVCD) là thành phần quan trọng trong việc cho phép
mọi người có thể truy xuất vào các dịch vụ IPTV. Thiết bị này kết nối vào mạng băng rộng và
có nhiệm vụ giải mã và xử lý dữ liệu video dựa trên IP gửi đến. Thiết bị người dùng hỗ trợ
công nghệ tiên tiến để có thể tối thiểu hóa hay loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của lỗi, sự cố
mạng khi đang xử lý nội dung IPTV.
d. Mạng gia đình:
Mạng gia đình kết nối với một số thiết bị kĩ thuật số bên trong một diện tích nhỏ. Nó
cải tiến việc truyền thông và cho phép chia sẻ tài nguyên (các thiết bị) kĩ thuật số đắt tiền
giữa các thành viên trong gia đình. Mục đích của mạng gia đình là để cung cấp việc truy cập
thông tin, như là tiếng nói, âm thanh, dữ liệu, giải trí, giữa những thiết bị khác nhau trong
nhà. Với mạng gia đình, người dùng có thể tiết kiệm tiền và thời gian bởi vì các thiết bị ngoại
vi như là máy in và máy scan, cũng như kết nối Internet băng rộng, có thể được chia sẻ một
cách dễ dàng.
2. Phương thức phát truyền tín hiệu của IPTV
a. Tổng quan :
Nói một cách giản đơn, trong hệ thống IPTV hình ảnh video do các phần cứng thu
thập theo thời gian thực (real time), thông qua phương thức mã hóa (như MPEG 2/4...) tạo
thành các luồng tín hiệu số. Sau đó, thông qua hệ thống phần mềm, IPTV phát truyền vào
mạng cáp. Đầu cuối của các user tiếp nhận, lựa chọn, giải mã và khuếch đại.
b. Phân loại :
Trong hệ thống IPTV có 2 phương thức truyền đa tín hiệu đã được dự định trước
(scheduled programs). Đó là:

c.

•

Phát quảng bá (broadcasting), truyền phát tới mọi nơi

•

Phát đến địa điểm theo yêu cầu (on demand).

Nguyên lý hoạt động:
•

Nguyên lý hoạt động của hệ thống quảng bá :

Các chương trình được vẽ trên hình 1. Trong đó MBone (mạng xương sống của hệ
thống đa điểm) chính là đường trục Internet. Tuy nhiên người sử dụng chỉ theo lệnh của bộ
quản lý nội dung (content manager) để được giới thiệu nội dung chương trình hữu quan.
Chương trình cụ thể do rất nhiều bộ IPTV server thu thập được hoặc cùng do các server của
mạng MBone cung cấp

Hình 1

11


Công nghệ mạng - IPTV
•

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phục vụ theo yêu cầu (VOD)

Hình 2.

Hình 2 minh họa sự hoạt động của hệ thống IPTV phục vụ theo yêu cầu (VOD) được
gọi là IPTV đơn điểm. Trong đó các server của bộ quản lý nội dung được tổ chức thành cụm

server (server cluster) tổng hợp kho dữ liệu (database) của các chương trình.
Cách bố trí cụm server để phục vụ được các user được hiệu quả sẽ được nói rõ trên
sơ đồ tổng thể ở dưới đây. Các bước thực hiện VOD như sau:

Một thuê bao được chứng nhận nhập mạng và chịu sự quản lý của bộ quản
lý EPG

Thuê bao muốn yêu cầu một nội dung nào đó. Thuê bao gửi yêu cầu đến
EGP

EGP cho biết địa chỉ của server cần tìm

Thuê bao gửi yêu cầu tới server đó

Server dựa theo yêu cầu của thuê bao mà cung cấp nội dung.
3. Mạng tổng thể IPTV
Sơ đồ khối biểu thị các chức năng của nghiệp vụ IPTV như hình 3. Từ nguồn nội
dung tới đầu cuối người dùng có hể chia làm: nghiệp vụ cung cấp và giới thiệu các nội dung,
nghiệp vụ chuyển tải, nghiệp vụ tiếp nối đầu cuối và nghiệp vụ quản trị.
a. Mạng nội dung :
Mạng này cung cấp và giới thiệu nội dung gồm xử lý nội dung truyền hình trực
tiếp/truyền hình VOD (theo điểm) và xử lý, giới thiệu các ứng dụng gia tăng (phục vụ tin tức,
điện thoại có hình, email, nhắn tin...). Nguồn nội dung truyền hình trực tiếp/truyền hình VOD
không qua hệ thống xử lý nội dung được mã hóa để phù hợp với luồng media theo yêu cầu
qua mạng chuyển tải đưa các luồng này cung cấp tới các người dùng đầu cuối.
b. Mạng truyền tải:

12

Công nghệ mạng - IPTV
Đây là mạng cáp IP. Đối với luồng media có hình thức nghiệp vụ không giống nhau
có thể dùng phương thức chuyển đa hướng (multicast) cũng có thể chuyển theo phương
thức đơn kênh. Thông thường, truyền hình quảng bá BTV truyền đa hướng tới user đầu
cuối, truyền hình theo yêu cầu VOD thông qua mạng cáp phân phát nội dung CDN
(Content Distribution Network) tới địa điểm người dùng đầu cuối.
c.

Mạng đầu cuối (còn gọi là mạng cáp gia đình):

Theo các nhà khai thác viễn thông, thì mạng này là mạng tiếp nối băng rộng xDSL,
FTTx+LAN hoặc WLAN.
d. Bộ quản trị :
Bộ quản trị bao gồm quản lý nội dung, quản lý cáp truyền, tính cước phí, quản lý các
thuê bao, quản lý các hộp ghép nối STB.
Ta thấy trong mạng IPTV có 3 dạng luồng tín hiệu: luồng quảng bá BTV, luồng truyền
đến địa điểm theo yêu cầu VOD và luồng nghiệp vụ giá trị gia tăng. Như biểu diễn trên hình
3. Ta xét các phương thức truyền tín hiệu thị tần. Có 3 phương thức truyền trực tiếp hiện
trường, truyền quảng bá có định thời gian và truyền tới điểm VOD. Khi truyền hình trực tiếp
đồng thời ta lấy nội dung này lưu vào bộ nhớ để phát lại vào truyền hình quảng bá định thời
gian hoặc làm nguồn các tiết mục cho truyền hình VOD. Đối với tiết mục quảng bá có định
thời IPTV dùng phương pháp truyền phát đa điểm IP có tiết kiệm băng tần tức là phương
thức multicast. Phương thức này thực hiện "nhất phát, đa thu". Dùng phương thức này, mỗi
tiết mục mạng cáp chỉ phát một luồng số liệu thời gian thực (real time) không liên quan tới số
người xem tiết mục này. Phương thức này có thể truyền phát cho hàng nghìn thuê bao.

13


Công nghệ mạng - IPTV

Hình 3
•
IPTV cung cấp đồng thời hình ảnh (video) và âm thanh (audio) trên
mạng cáp. Để đảm bảo chất lượng của 2 loại tín hiệu trên IPTV dùng phương pháp
đồng bộ A/V thông qua một server duy nhất thu thập các dữ liệu tại hiện trường, văn
bản sử dụng theo khuyến nghị truyền dẫn thời gian thực RTP. IPTV dùng kỹ thuật nén
thị tần có hiệu suất cao nên băng tần truyền dẫn tại 800kbit/s có thể tiếp cận với băng
tần thu DVD nên tạo điều kiện cho các nhà khai thác dễ dàng phát triển các dịch vụ
video. Mạng chuyển tải CDN gồm nhiều server cache phân bố tại các khu vực tập trung
thuê bao, Khi có yêu cầu của thuê bao, cache server chuyển lên VOD server trong
mạng nguồn cung cấp, tìm nội dung phù hợp và chuyển tải cho thuê bao sự hoạt động
của các server trong mạng chuyển tải dựa trên kỹ thuật cân bằng phụ tải toàn cục
(GSLB). Trong quá trình truyền đưa multimedia IPTV có thể dùng khóa mật mã đảm bảo
độ an toàn của nội dung truyền dẫn.
•
IPTV áp dụng các khuyến nghị quốc tế về tiêu chuẩn, như khuyến nghị
về truyền dẫn thời gian thực (RTP), khuyến nghị về khống chế thời gian thực (RTCP)...
•
IPTV cũng cùng làm việc với máy tính dùng hệ điều hành UNIX,
VIC/VAT, Apple và Quick Time.
•
Hiện nay cách thức mã hóa video của luồng chủ của IPTV theo MPEG-2,
MPEG-4, H.264/AVC; Real Microsoft UWMV-9. Trong đó, MPEG-2 và MPEG-4 được
phát triển mạnh. H.264 là luật mã hóa thị tần của ITU-T đề xuất thích hợp cho các hệ
thống công cộng. Do đó H.264 có khả năng thành cách mã hóa chính của IPTV.
•
Như đã nêu ở trên, nghiệp vụ IPTV chính là phục vụ cho các hộ gia đình.
Phương thức tiếp nhập băng rộng tới gia đình thường dùng phương pháp truy nhập
ADSL, nhưng vì IPTV thiết lập tới user nghiệp vụ multimedia thời gian thực và tương tác
nên ADSL không thỏa mãn các yêu cầu của IPTV. Cáp quang truyền dẫn tới tận nhà

FTTH được công nhận là phương thức chuyển tải tối ưu. Cáp quang có băng tần rất
rộng và có khả năng truyền dẫn hai hướng đối xứng đảm bảo được yêu cầu truyền hình
ảnh động theo hai hướng với chất lượng cao.
•
Thiết bị đầu cuối IPTV trong gia đình có 2 loại: một là máy vi tính PC, hai
là máy TV + hộp kết nối STB.
•
Hộp STB thực hiện 3 chức năng sau:

Nối tiếp vào mạng băng tần rộng, thu phát và xử lý số liệu IP và luồng video.

Tiến hành giải mã luồng video MPEG-2, MPEG-4, WMV, Real... đảm bảo
video VOD hiển thị lên màn hình ti vi các số liệu...

Phối hợp với bàn phím đảm bảo HTML du lịch trên mạng, tiến hành gửi nhận
email. Hộp STB đảm nhiệm các nhiệm vụ trên chủ yếu dựa vào bộ vi xử lý.
Để kết luận ta thấy IPTV ứng dụng kỹ thuật streaming media, thông qua mạng băng
rộng truyền dẫn tín hiệu truyền hình digital đến các thuê bao. Các thuê bao chỉ cần có thiết bị
đầu cuối là máy tính PC hoặc TV+STB là có thể thưởng thức được các chương trình truyền
hình phong phú. Hoạt động của IPTV là hoạt động tương tác trên mạng không chỉ có các
chương trình truyền hình quảng bá mà còn thực hiện truyền hình đến địa điểm theo yêu cầu
(VOD). IPTV còn có các dịch vụ tương tác khác như truyền thoại có hình, email, du lịch trên
mạng, học tập từ xa...
IPTV cùng các hoạt động thông tin trên băng tần rộng đã kết hợp được 3 mạng (máy
tính + viễn thông + truyền hình) biểu thị xu thế phát triển của mạng truyền thông tương lai.
Các nhà kinh doanh dịch vụ viễn thông băng rộng không chỉ ở các nước tiên tiến như Mỹ,
Nhật... mà ở các nước trong khu vực như Trung Quốc, Hàn Quốc, Hồng Kông... đang phát
triển mạnh dịch vụ IPTV.

14

Công nghệ mạng - IPTV

4. Tổng quan về mô hình truyền thông IPTV (IPTVCD)
Mô hình truyền thông trong IPTV có 7 lớp(và một lớp tùy chọn) được xếp chồng lên nhau.
Các dữ liệu video ở phía thiết bị 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 thiết bị nhận, dữ
liệu nhận được chuyển từ lớp thấp nhất đến lớp trên cùng trong mô hình IPTV.

Hình3.1: mô hình truyền thông IPTV
Do đó, nếu 1 bộ mã hóa gửi chương trình video đến 1 thiết bị IPTV của khách hàng, thì
phải chuyển qua các lớp trong mô hình IPTV ở cả phía thiết bị nhận và thiết bị gửi. Mỗi lớp trong
mô hình IPTV độc lập với nhau và có chức năng riêng. Khi chức năng này được thực hiện , dữ
liêu j video được chuyển đến lớp tiếp theo trong mô hình IPTV. Mỗi lớp sẽ thêm vào hoặc bỏ đi
phần thông tin điều khiển của các gói video trong quad trình xử lí. Thông tin điều khiển chứa các
thông tin giúp thiết bị có thể sử dụng gói dữ liệu đúng chức năng của nó, và thường được định
dạng như các header hoặc trailer. Bên cạnh việc truyền thông giữa các lớp, còn có các liên kết ảo
giữa các tầng cùng mức. 7 lớp và 1 lớp bổ sung trong mô hình IPTV có thể được chia làm 2 loại:
các lớp cao và lớp thấp. các tầng cao hơn thì quan tâm nhiều hơn tới các ứng dụng của IPTV và
các định dạng file, trong khi các tầng thấp hơn thì quan tâm tới việc truyền tải các nội dung.

15


Công nghệ mạng - IPTV

a.

Mô hình IPTV và truyền tải các nội dung MPEG:

Nội dung video đã được nén qua các lớp như thế nào khi sử dụng hệ thống MPEG khi
chuyển từ lớp trên xuống lớp dưới :

Hình 3.2 Đóng gói các lớp trong mô hình IPTV
b.

Lớp mã hóa video:

Quá trình truyền thông bắt đầu ở lớp mã hóa, các tín hiệu tương tự hoặc số được nén. Tín
hiệu lối ra của bộ nén là các dòng Mpeg cơ bản. các dòng MPEG cơ bản được định nghĩa là các tín
hiệu số liên tục thời gian thực. Có nhiều loại dòng cơ bản. VD, âm thanh được mã hóa sư dụng
MPEG được gọi là “dòng cơ bản âm thanh.“ Một dòng cơ bản thực ra chỉ là tín hiệu ra thô từ bộ mã
hóa. Các dòng dữ liệu được tổ chức thành các khung tại lớp này. Các thông tin chứa trong một dòng
cơ bản có thể bao gồm:


Loại khung và tốc độ



Vị trí của những block dữ liệu trên màn hình



Tỉ số cạnh

Các dòng cơ bản là nền tảng để tạo nên các dòng MPEG.
c.

Lớp đóng gói Video:

Để truyền các dòng cơ bản âm thanh, dữ liệu và hình ảnh qua mạng số, mỗi dòng cơ bản này phải
được chuyển đổi sang một dòng được chèn của gói PES đã được đánh dấu thời gian (PES- parketized

16


Công nghệ mạng - IPTV
Element Stream ). Một dòng PES chỉ bao gồm 1 loại dữ liệu từ 1 nguồn. Một gói PES có thể có 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. Định dạng của 1 PES header được minh họa trong hình 3.4 và
giải thich trong bảng 3.4.

Hình 3.4 Định dạng gói MPEG PES
Bảng 3.1 Cấu trúc của một gói MPEG PES
Tên trường

Chức năng

Tiền tố mã bắt đầu
gói

Gói PES bắt đầu với tiền tố 0x000001

Nhận dạng dòng
(1 byte)

Trường này nhận dạng loại payload trong gói. Một mẫu bit
111x xxxx cho biết đó là gói audio, còn mẫu bit 1110 xxxx cho

biết rằng đó là gói video. Giá trị "X" được sử dụng để biểu thị
các
số của các dòng MPEG

Độ dài gói PES

Trường dài 2 byte để chỉ thị độ dài gói

Mã đồng bộ

Trường được dùng để đồng bộ nội dung video và audio

Cờ header PES

Trường 14 bit chứa các bộ chỉ thị PES khác nhau hay các cờ,
cung cấp phần cứng hay phần mềm bộ giải mã của set - top
box IP với thông tin thêm vào. Các loại cờ gồm:
Điều khiển tranh chấp PES: Cờ này báo cho bộ giải mã gói có
được bảo đảm hay không thông qua xử lý tranh chấp
Độ ưu tiên PES: Cờ này cung cấp cho bộ giải mã thông tin về
mức
độ
ưu
tiên
của
gói
PES
Bộ chỉ thị sắp xếp dữ liệu: Bộ chỉ thị này quyết định Payload
của
PES

bắt
đầu
với
bit
video
hay
audio
Thông tin bản quyền: Khi bit này được thiết đặt, nội dung
video
được
bảo
vệ
bởi
bản
quyền
Bản gốc hay bản sao: Cờ này chỉ ra nội dung này là bản gốc

17


Công nghệ mạng - IPTV

hay bản sao
Độ dài dữ liệu
header của PES

Trường này nhận chỉ ra tổng số byte bị chiếm bởi các trường
header khác nhau

Trường header

của PES

Trường này chứa một số các bít tùy chọn

Payload của PES

Payload của PES gồm các dòng audio hay dữ liệu video

Do bản chất của mạng, thứ tự hay chuỗi các khung video từ lối ra của trung tâm dữ liệu IPTV có
thể khác thứ tự các khung do các thiết bị của người dùng nhận được. do đó, để giúp đỡ quá trình đồng bộ,
các hệ thống dựa trên MPEG thường dán nhãn các gói PES khác nhau trong chuỗi video.
Có 2 loại nhãn thời gian được sử dụng đối với mỗi gói PES: nhãn thời gian trình diễn(PTS),
và nhãn thời gian giải mã(DTS):
•
PTS---- nhãn thời gian trình diễn có giá trị thời gian 33 bit, được đặt trong trường
PES header. Mục đích của việc sử dụng PTS cho mỗi gói là để xác định xem khi nào và theo trật tự
nào thì gói đó được xem (bởi người xem).
•
DTS---nhãn giải mã để sử dụng để giúp bộ giải mã ở thiết bị của người sử dụng
biết khi nào xử lí gói đó.
d.

Lớp cấu trúc dòng truyền tải:

Lớp tiếp theo trong mô hình truyền thông IPTV làm nhiệm vụ tạo nên dòng truyền tải, bao gồm 1
dòng liên tiếp các gói. Những gói này thường được gọi là các gói TS, được tạo ra bằng cách ngắt các gói
PES thành các gói TS có kích thước cố định là 188 byte độc lập với thời gian. Sử dụng thời gian độc lập này
làm giảm khả năng mất gói tin trong quá trình truyền và giảm ồn. Mỗi gói TS bao gồm 1 trong 3 định dạng
truyền thông: dữ liêu, âm thanh, hình ảnh. Do đó, các gói TS mang cố định 1 loại hình truyền thông. Mỗi
gói TS bao gồm 184 byte payload và 4 byte header. Các thành phần của TS header được mô tả trong

hình 3.7 và giải thích trong bảng 3.2

18


Công nghệ mạng - IPTV

Hình 3.5 định dạng gói MPEG TS
Bảng 3.2 Cấu trúc gói MPEG TS

Tên trường

Chức năng

Trường đồng bộ

Phần header thường bắt đầu băng các bit đồng bộ (8 bit),
thường là các bit 0. Trường này dùng để xác định điểm bắt
đầu của 1gói IPTV.

Trường chỉ thị lỗi

bit cờ này sẽ chỉ ra 1 lỗi (nếu có) liên quan đến dòng truyền tải

Trường chỉ thị điểm
bắt đầu khối truyền
tải

bit cờ này sẽ chỉ ra 1 điểm bắt đầu của khối truyền tải

Mức ưu tiên truyền
tải

Khi đặt cờ này sẽ chỉ ra mức ưu tiên khối payload

ID chương trình

Trương quan trọng nhất trong phần header là13 bit để xác
định ID chương trình. Nó sẽ chỉ ra gói nào thuộc dòng
nào.Các gói thuộc dòng nào thì sẽ có cùng ID chương
trình.Bộ phân kênh trong bị của người sử dụng dùng thông tin
để phân biệt các loại gói khác nhau.chú ý rằng các gói null có
ID chương trình = 8191. Các gói không có ID chương trình thì
sẽ bị thiết bị nhận IPTV loại bỏ

19


Công nghệ mạng - IPTV

Điều khiển việc tranh
chấp các truyền tải

2 bit của trường này sẽ cho biết trạng thái mã hóa của phần
payload gói truyền tải.

Trường điều khiển
thích nghi

trường 2 bit này sẽ cho biết liệu header của gói dữ liệu có liên

quan tới dòng truyền tải có bao gồm trường thích nghi và
payload không

Bộ đếm tiến

Bộ đếm tiến sẽ đếm tăng lên 1 khi 1 gói dòng truyển tải với
cùng một ID chương trình. Nhờ đó có thể xác định được nếu
có mất hoặc bị lặp gói. Điều này có thể ảnh hưởng hình ảnh.

Trường thích nghi

Trường này có thể có hoặc không có trong phần header.
Trương thích nghi này bao gồm nhiều thông tin khác nhau
được sử dụng để định thời và điều khiển, bao gồm cả PCR.
PCR được sử dụng để đồng bộ đồng hồ IPTVCD với đồng hồ
bộ mã hóa. Giá trị PCR có độ dài 42 bit và được tăng theo tốc
độ đồng hồ chuẩn, 27MHz. Ngay sau khi đồng bộ, việc giải
mã MPEG - 2 IPTV được tiến hành

Trường thích nghi

Trường này có thể có hoặc không có trong phần header.
Trường thích nghi này bao gồm nhiều thông tin khác nhau
được sử dụng để định thời và điều khiển, bao gồm cả PCR.
PCR được sử dụng để đồng bộ đồng hồ IPTVCD với đồng hồ
bộ mã hóa. Giá trị PCR có độ dài 42 bit và được tăng Theo tốc
độ đồng hồ chuẩn, 27MHz. Ngay sau khi đồng bộ, việc giải
mã MPEG - 2 IPTV được tiến hành.

Bên cạnh các nội dung hình ảnh và âm thanh đã được nén, dòng truyền tải bao gồm nhiều thông

tin đặc trưng của chương trình hoặc metadata mô tả các dòng bit. Thông tin này được chứa trong 4 bảng
PSI.
Bảng chương trình kết hợp (PAT)- Việc truyền các bảng PAT là bắt buộc và là điểm vào các
bảng PSI. Bảng chương trình kết hợp luôn có ID chương trình là 0. Bảng này đưa ra các liên kết giữa chỉ
số chương trình và ID của chương trình
Bảng ánh xạ chương trình: Bảng ánh xạ chương trình cũng là bắt buộc và mang cáo
thông tin về một chương trình cụ thể. Bảng ánh xạ chương trình liệt kê các ID chương trình cho các
gói mang các thành phần của 1 chương trình cụ thể (âm thanh, hình ảnh, dữ liệu, và các thông tin
PCR).Hình 3.8 mô tả 1 ví dụ về mối quan hệ giữa bảng chương trình kết hợp (PAT) và bảng
chương trình ánh xạ (PMT).
Vì thế khi 1 thiết bị người dùng(IPTVCD) yêu cầu 1 chương trình, bảng chương trình kết
hợp sẽ được kiểm tra, sau đó sẽ kiểm tra bảng chương trình ánh xạ để định nghĩa các IP chương
trình về gói âm thanh, hình ảnh và dữ liệu liên kết với chương trình đó. Trong ví dụ này, thuê bao lựa
chọn chương trình1 và thiết bị IPTV của người sử dụng định vị toàn bộ các gói truyền tải với ID
chương trình là 36 đối với phần hình ảnh của chương trình và các gói với ID chương trình là 3 với
các phần âm thanh của chương trình. Nếu dữ liệu là quảng bá với chương trình, thì bảng ánh xạ
chương trình sẽ bao gồm các chi tiết trên đó xác định các gói dữ liệu truyền tải.

20


Công nghệ mạng - IPTV

Hình 3.8 Mối liên hệ giưa PMT và PAT
Bảng điều kiện truy cập(CAT)- bảng điều kiện truy cập là 1 bảng tùy chọn PSI bao gồm các
ID chương trình của EMMs (các tin quản lí quyền truy cập). Tin quản lí quyền truy cập bao gồm các
thông tin về mức cho phép đối với hệ thông truy cập. bảng điều kiện truy cập(CAT) thường được
chứa trong 1 gói gọi với ID chương trình là 1.
Bảng thông tin mạng (NIT)- Bảng thông tin mạng NIT là 1 bảng tùy chọn lưu trữ các thông
tin như tần số kênh và số dòng truyền tải. Set top box sẽ sử dụng thông tin này để chỉnh sóng tới

các chương trình cụ thể.
Khi TS được cấu trúc và định dạng, nó sẽ được chuyển xuống lớp truyền tải trực tiếp hoặc
tới lớp sử dụng giao thức truyền tải thời gian thực (RTP).
e.

Lớp giao thức truyền tải thời gian thực( tùy chọn):

Lớp tùy chọn này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Lớp này hoạt động
như 1 lớp trung gian giữa các nội dung được nén MPEG-2, H.264/AVC ở lớp cao hơn và cá lớp thấp
hơn trong mô hình IPTV. Giao thức RTP chính là lõi của lớp này và thường là block cơ sở hỗ trợ truyền
dòng nội dung theo thời gian thực qua mạng IP.
Giao thức truyền tải thời gian thực phân phát các dòng âm thanh và hình ảnh bằng cách đóng
gói các nội dung này trong một định dạng riêng biệt được gọi gói.Mỗi gói bao gồm phần header và
payload(dữ liệu IPTV). Để sử dụng hiệu quả băng thông, phần payload thường bao gồm nhiều hơn 1 gói
MPEG-TS.
Phần header bao gồm các chức năng cốt yếu để các thể truyền thành công các dữ liệu thời
gian thực qua mạng. header của RTP có thể nhận biết với header của UDP có giá trị là 5004, và bao

21


Công nghệ mạng - IPTV
gồm rất nhiều trường.Chi tiết về các trường khác nhau được minh họa trong hình 3.9 và bảng 3.3
Có 1 điều đáng chú ý, đó là giao thức thời gian thực không có trường dài trong phần header
bởi vì nó phụ thuộc vào giao thức truyền tải cơ bản để cung cấp loại thông tin này. Như đã miêu tả
trong bảng 3.6, lợi ích chính của việc chèn các nộ dung video đã được nén và trong các gói RTP là:
•

Thêm số chuỗi vào gói để giúp cả bộ giải mã ở phía nhà cung cấp và thiết bị người
dùng có thể sắp xếp lại các gói nhận được từ mạng IP.

•

Trường nhãn thời gian giúp khắc phục các vấn đề như jitter và mất đồng bộ giữa
nguồn và đích.

Hình 3.9 Định dạng RTP header
Khi header truyền tải thời gian thực được thêm vào payload video, gói truyền tải thời gian thực được
gửi tới giao thức TCP hoặc UDP để tiếp tục xử lí.
Bảng 3.3: Cấu trúc của gói IPTV dựa trên RTP

Tên trường

Chức năng

Phiên bản (V)

Trường này xác định phiên bản RTP được dùng trong gói IPTV

Phần đệm (P)

Trường này xác định có byte đệm trong gói RTP hay không

Phần mở rộng (X)

Nếu bit này được đặt bằng 1 thì phần mở rộng theo ngay sau tiêu đề cố
định

Tổng số nguồn góp
(CSRC)

Trường này chứa thông tin số bộ nhận diện CSRC có trong gói

Bit dấu

Chức năng của nó được xác định bởi mô tả RTP. Thường được sử dụng
để xác định ranh giới khung

Loại Payload (PT)

Trường này chứ thông tin về định dạng payload của IPTV. Ví dụ, giá trị 34
chỉ ra nội dung video được mã hóa sử dụng H.263

22


Công nghệ mạng - IPTV

Số thứ tự gói

Trường này giúp tìm ra được những gói bị mất, lỗi. Giúp cho IPTVCD sắp
xếp lại các gói được gửi tới không theo thứ tự, xác định đúng kính thước
gói không đúng và chỉ ra gói bị lặp. Giá trị trong trường được tăng lên một
mỗi lần một gói RTP được gửi qua mạng. Khi dòng IPTV bắt đầu, một giá
trị bất kì được gán cho trường này để giảm rủi ro bị hacker tấn công

Dấu thời gian

Trường này giữ dấu thời gian của gói, được khởi tạo từ một đồng hồ đáng
tin cậy. Trường này được sd để thêm vào trong các gói âm thanh và hình

ảnh đúng theo thứ tự thời gian của dòng IPTV

Nguồn
(SSRC)

đồng

bộ

Mục đích của trường này để chỉ ra nguồn đồng bộ trong mạng IPTV.
Trường này thường được sử dụng kết hợp với trường số thứ tự gói để
sửa những vấn đề xảy ra trong chuỗi IPTV
Mục đích của trường 32 bit này để chỉ ra những nguồn video và audio góp
vào payload IPTV

Danh sách CSRC

Hình 3.10 Các gói MPEG TS
f.

Lớp truyền tải:

Thông thường các gói RTP là dạng đầu vào của lớp truyền tải. Điều đáng chú ý là có thể
ánh xạ trực tiếp các gói MPEG-TS sang payload giao thức của lớp truyền tải.
Lớp truyền tải IPTV được thiết kế để đảm bảo các kết nối đầu cuối là tin cậy. Nếu dữ liệu tới
thiết bị người nhận đúng. Lớp truyền tải sẽ truyền lại. Lớp truyền tải thông báo với lớp trên để có các
thông tin chính xác hơn.
TCP và UDP là 2 giao thức quan trong nhất được sử dụng ở lớp này :
•

Sử dụng TCP để định tuyến các gói IPTV :

TCP là giao thức cốt lõi của bộ giao thức internet và được xếp vào loại định hướng kết
nối. Điều này cơ bản có nghĩa là kết nối được thiết lập giưa đầu cuối nhà cung cấp và thiết bị IPTV
cua người sử dụng để truyền các chương trình qua mạng.
TCP có khả năng điều khiển lỗi xảy ra trong quá trình truyền các chương trình qua mạng.
Các lỗi như mất gói, mất trật tự gói,hoặc lặp gói thường gặp trong mô trương truyên IPTV. Để xử lí
các tình huống này, TCP sử dụng hệ thống các số liên tục để cho phép thiết bị gửi có thể gửi lại các
dữ liệu hình ảnh bị mất hoặc hỏng. Hệ thống số liên tục này là trường có độ dài 32 bit trong cấu trúc
gói. trường đầu tiên chứa chuỗi số bắt đầu của dữ liệu trong gói và trường thứ hai chứa giá trị của
chuỗi số tiếp theo mà video server đang đợi (mong) nhận trở lại từ IPTVCD

23


Công nghệ mạng - IPTV

Hình 3.14 Cơ chế điều khiển luồng của TCP
Bên cạnh việc sửa các lỗi có thể xảy ra trong quá trình truyền nội dung video qua mạng IP băng
rộng, TCP còn có điều khiển luồng dữ liệu. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng trường kích
thước cửa sổ, với thuật toán được gọi là cửa sổ trượt. Giá trị trong trường này xác định số các byte có thể
truyền đi qua mạng trước khi nhận được xác nhận từ phía thiêt bị nhận.
Trong môi trường IPTV, giá trị trường kích thước cửa sổ chính là kích thước vùng đệm trong
IPTVCD trừ đi lượng nội dung đã có trong vùng đệm tại một thời điểm. Dữ liệu này sẽ được giữ cho tới khi
bản tin thông báo đã nhận được gửi về từ IPTVCD.
Khi giá trị của trường này bằng 0, IPTVCD ở phía đầu thu sẽ không đủ khả năng xử lí các dữ
liệu IPTV ở tốc độ đủ lớn. khi đó, TCP sẽ chỉ thị cho video server dừng hoặc làm chậm lại tốc độ gửi các
gói dữ liệu tới IPTVCD. Điều này sẽ đảm bảo rằng IPTVCD sẽ không bị tràn các gói dữ liệu tới. Khi
IPTVCD đã xử lí xong các các gói dữ liệu trong vùng đệmvà video server đã biết được điều đó thì giá trị
tại vùng đệm sẽ tăng lên, và video server sẽ bắt đầu truyền tiếp các nội dung. Trong môi trường IPTV lí

tưởng, số của cửa số được báo về từ IPTVCD sẽ báo cho server biết không gian vùng đệm còn trống
chính la tốc độ mà tại đó các nội dung video được gửi đi từ video server.
Các cổng TCP và Socket: Mỗi điểm cuối của 1 liên kết IPTV thì có 1 địa chỉ IP và 1 giá trị
cổng liên quan. Vì thế mỗi liên kết có 4 thành phần khác nhau:


Địa chỉ IP của video server



Số của cổng của video server



Địa chỉ IP của IPTVCD



Số của cổng của IPTVCD

24


Công nghệ mạng - IPTV
Việc kết hợp địa chỉ IP và số của cổng cho phép 1 tiến trình trên IPTVCD có thể liên lạc trực tiếp
với tiến trình đang chạy trên một trong các máy server được đặt ở trung tâm dữ liêu IPTV. Một cổng gồm
16 bit để định nghĩa hướng để truyền các thông báo giữa các lớp mạng. Có 2 loại cổng :


Cổng well known có giá trị từ 1 đến 1023. Loại cổng này thường được các server sử

dụng và được quản lí bởi IANA



Cổng Ephemeral được thiếu lập bởi IPTVCD ở trạng thái tạm thời khi liên lạc với IPTV
server. Các cổng thường được nhớ trong ngăn xếp phân mềm IP. Các giá trị này thường
lớn hơn 1024 và nhỏ hơn65535. Cổng này không chịu sự quản lí của IANA.

Socket cũng là một thành phần quan trọng khác trong mô hình truyền thông IP. Một socket về cơ
bản là 1 giao diện ứng dụng chương trình (API), được sử dụng để làm cho làm việc liên lạc giữa các tiến
trình đang chạy trên 1 thiết bị IP. Một socket được thiết đặt bằng cách kết hợp địa chỉ IP với số của cổng.
Để hiểu hơn về mối liên hệ giữa địa chỉ IP và socket xét các bước để thiết lập 1 kênh truyền
thông giữa 1 tiền trình chạy trên IPTVCD và 1 tiền trình chạy trên trung tâm cung cấp dữ liệu IPTV. Bước
được mô tả như sau:


Chuẩn bị dữ liệu: Tiến trình gửi chạy trên hệ thống server dong IPTV chuẩn bị nôi dung
và gọi module truyền thông TCP/IP để truyền các dữ liệu tới 1 tiến trình đang chạy trên
một IPTVCD. Các tiến trình truyền thông bắt đầu và thông tin header được thêm vào nội
dung khi truyền qua các lớp trong IPTVCM.



Thiết lập kết nối logic TCP: Cả 2 đầu kết nối đều được định nghĩa bởi 1 địa chỉ IP
và 1 số cổng. kết hợp giữa địa chỉ IP và số cổng gọi là socket.Hệ thống địa chỉ đối
với liên kết truyền thông bao gồm các thành phần sau:
- Giao thức
-

Địa chỉ IP của máy chủ IPTV

-

ID của tiến trình chạy trên máy chủ IPTV

-

Địa chỉ IP của IPTVCD

-

ID của tiến trình chạy trên IPTVCD



Truyền dữ liệu: Truyền thông bắt đầu thông qua socket giữa 2 tiến trình từ phía IPTV
server đến IPTVCD



Quản lí các dòng nội dung IPTV: giao thức TCP quản lí các dòng IPTV trong khi
kết nối được thiết lập



Hủy bỏ kết nối: Khi hoàn thành việc truyền các nội dung IPTV, IPTVCD hoặc
trung tâm dữ liệu sẽ hủy bỏ socket và kết nối mạng

Header: Thông tin này giúp cho segment được truyền đi từ nguồn đến đích. Header mang
thông tin chính là số cổng của nguồn và đích, số chuỗi của segment và kiểm tra tổng. Các số tổng

đảm bảo rằng dữ liệu có thể tới và trở về từ đúng các tiến trình đang chạy trên mỗi thiết bị IP. Số
chuỗi giúp TCP có thể hiểu được bằng cách nào để đưa dữ liệu về dạng trước khi bị gắt thành các
segment.
Bảng 3.4 Định dạng của TCP segment
Tên trường
Cửa nguồn
Cổng đích
Chỉ số dãy

Chức năng
Trường 16 bit. Chỉ ra số của cổng nguồn
Trường 16 bit. Chỉ ra số của cổng đích
Chỉ ra chỉ số dãy của đoạn TCP. Điều này giúp TCP theo được vết
của
mỗi
gói
IPTV
chuyển qua mạng

25