HỆ THỐNG STREAMING CHO TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG TRÊN NỀN TẢNG 3G

Tóm tắt Luận văn Thạc
ĐẠI sỹ
HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐẶNG VĂN SƠN

HỆ THỐNG STREAMING CHO
TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG TRÊN NỀN
TẢNG 3G

Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Quản lý hệ thống thông tin
Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ HỆ THỐNG THÔNG TIN

Hà nội – 2013
i


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Đề tài: Hệ thống Streaming cho Truyền hình di đông trên nền
tảng 3G
Tác giả luận văn: Đặng Văn Sơn

Khóa: 2

Người hướng dẫn: PGS - TS. NGUYỄN ĐÌNH HÓA

Nội dung tóm tắt:
a) Lý do chọn đề tài
Viễn thông Việt Nam đã đến giai đoạn bão hòa về số lượng
thuê bao cùng với đó là sự phát triển dầm dộ của các dịch vụ giá trị
gia tăng VAS. Hiện này các công ty viễn thông lớn ở Việt Nam đã
được cấp phép để cung cấp dịch vụ 3G cho khách hang, mở ra cho
người dùng khả năng truy xuất với băng thông rộng hơn, dung
lượng đường truyền cao hơn. Vân đề đặt ra là người dùng sẽ được
hưởng những dịch vụ mới gì khi sử dụng mạng 3G. Các công ty
viễn thông đều có chiến lược xây dựng nội dung và phát triển các
dịch vụ VAS trên mạng 3G như: Xem TV, xem phim, nghe nhạc.
Video Call, … để đáp ứng nhu cầu của khách hàng.
Thị trường điện thoại di động ở Việt Nam ngày càng phát triển
với nhiều dòng điện thoại thông minh và nhu cầu về điện thoại
thông minh ở Việt Nam ngày càng lớn. Các dòng điện thoại thông
minh nổi tiếng trên thế giới được sử dụng rất phổ biến. Bên cạnh đó
xã hội ngày càng phát triển giúp cho nhu cầu giải trí trên các thiết

1


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

bị di động thông minh ngày càng tăng. Đây chính là cơ hội kinh
doanh tốt cho các nhà cung cấp dịch vụ giải trí trên nền tảng 3G.
Hệ thống truyền hình di động qua sóng 3G là một trong những
dự án chiến lược của các nhà cung cấp dịch vụ 3G. Mục tiêu của dư
án là phát triển hệ thống hoàn chỉnh cho phép người dùng xem
LiveTV, VOD, Radio, Istory… cùng với hệ thống quản lý, giám sát
và vận hành hệ thống đáp ứng nhu cầu của người dùng cuối và

khách hàng.
Hệ thống Streaming bao gồm các phân hệ encode, live encode
và các phân hệ streaming, tiến trình giám sát hệ thống. Hệ thống
streaming xây dựng nhằm mục đích phân phối các nội dung số bao
gồm cả Video và Kênh LiveTV đảm bảo phục vụ được tất cả khách
hàng với các dòng điện thoại khác nhau trên thị trường với chất
lượng tốt nhất theo băng thông mạng 3G.
Với ý nghĩa đó, tác giả chọn đề tài “Hệ thống streaming cho
truyền hình di động trên nền tảng 3G” để làm đề tài luận văn tốt
nghiệp.
b) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên
cứu.
Mục đích nghiên cứu
Việc thực hiện đề tài nói trên nhằm đạt được các mục đích sau:
 Nghiên cứu các chuẩn codec cho các dòng điện thoại, các
chuẩn giao tiếp cho streaming rtsp, http.
2


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

 Nghiên cứu các thư viện encode open source và các
streaming
 Nghiên cứu, xây dựng nền tảng streaming để trở thành nền
tảng cho các dịch dịch vụ VAS khác.
 Xây dựng mô hình tổng quát hệ thống streaming, mô hình
giao tiếp của các phân hệ trong hệ thống streaming và của hệ thống
streaming với các phân hệ khác bên ngoài hệ thống streaming.
 Trên cơ sở nghiên cứu nền tảng streaming để có những cải
tiến hệ thống để nâng cao hiệu năng và tính năng mới cho hệ thống.

3


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

Đối tượng nghiên cứu
Đối tương nghiên cứu của đề tài chủ yếu liên quan đến việc xây
dựng và phát triển nền tảng streaming cho các dịch vụ giá trị gia
tăng VAS như:
 Xây dựng kiến trúc ứng dụng
 Xây dựng kiến trúc dữ liệu
 Xây dựng kiến trúc vật lý
 Xây dựng mô hình triển khai
 Tích hợp hệ thống
 Các giải pháp đề xuất
Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiện cứu của đề tài chủ yếu tập trung vào dịch vụ
truyền hình di động – MobileTV. Vì đây là dịch vụ mang nhiều nền
tảng công nghê streaming nhất. Các dịch vụ VAS khác thường là
tập con của dịch vị MobileTV bằng các bớt đi các tính năng của
dịch vụ này.
c) Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác
giả
Các nội dung chính
Xem chi tiết phần dưới
Những đóng góp của luận văn
Tổng kết và hệ thống hóa các vấn đề lý luân liên quan đến đề
tài. Vận dụng lý luận vào phân tích hệ thống streaming từ đó đưa ra
các chỉ số hệ thống. Làm cơ sở cho việc đưa ra các con số cho

khách hang.
4


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

Từ lý luận và kết quả phân tích, thực tiễn, tác giả đề xuất giải
pháp phát triển hê thống nhằm nâng cao hiệu quả kinh doanh của
các dịch vụ VAS.
d) Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu nền tảng công nghệ của hệ thống. Sử dụng tổng
hợp các phương pháp phân tích thống kê, chuyên gia, tổng hợp,
trên cơ sở sử dụng số liệu thống kê và tư liệu của ngành viễn thông
nói chung và VAS nói riêng để phân tích, đánh giá, rút ra kết luận
cho vấn đề nghiên cứu.

5


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

CHƯƠNG 1. KIẾN TRÚC TỔNG THỂ HỆ THỐNG HẠ TẦNG
KỸ THUẬT CHO DỊCH VỤ MOBILETV
1.1

Kiến trúc ứng dụng

Hệ thống MobileTV bao gồm các phân hệ là SMS, WAP/WEB,
phân hệ trừ tiền (Billing service), phân hệ dịch vụ chung MobileTV
(MobileTV service), phân hệ Streaming và phân hệ xử lý media

(Media process). Các phân hệ được phân theo chức năng như hình
vẽ dưới.
- Chức năng người dùng: Bao gồm những chức năng cho phép
người dùng tương tác vứ dịch vụ như đăng ký, hủy, xem truyền
hình LiveTV, xem video theo yêu cầu, tải video … bao gồm hai
hình thức: qua tin nhắn SMS hoặc qua WAP.
- Chức năng CSKH: Cho phép nhân viên chăm sóc khách hàng
có thể tra cứu giải đáp cho khách hàng hoặc hỗ trợ khách hàng
đăng ký dịch vụ, hủy dịch vụ cho khách hàng.
- Chức năng quản trị hệ thống: Cho phép người quản trị hệ thống
có thể quản lý người dùng, quản lý kênh, quản lý lịch phát
sóng…
- Chức năng thống kê, báo cáo: cho phép nhân viên kinh doanh
biết được tính trạng sử dụng dịch vụ của khách hàng, doanh thu
từ dịch vụ.
- Chức năng trừ tiền dịch vụ (Billing service): là chức năng xử lý
liên quan đến tiền, giờ xem của khách hàng.
- Chức năng dịch vụ MobileTV (MobileTV service): Cung cấp
các dịch vụ cho các module chức năng khác trong hệ thống.
- Chức năng streaming: Chuyền tín hiệu theo giao thực rtsp hay
http đến cho khách hàng.
- Chức năng xử lý media: Chuyển đổi luồng dữ liệu video, tín
hiệu đầu vào từ các luồng khác nhạu phục vụ cho người dùng
đầu cuối.
6


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

1.2

Mô hình phân lớp

1.2.1

Phân hệ SMS

Hệ thống hỗ trợ đăng ký dịch vụ qua tin nhắn SMS. Khách
hàng cần phải gõ theo đúng cú pháp của dịch vụ và gửi đến đầu số
để đăng ký dịch vụ hoặc mua thêm kênh, mua thêm thời gian. Hệ
thống cung cấp kết nối đến SMSC của các công ty dịch vụ viễn
thông
1.2.2

Phân hệ Web, WAP

Sử dụng nền tảng symphony (dựa trên mô hình MVC) phân
chia thành 3 lớp như sau:
-

-

Mô hình (Model): là lớp chứa các câu lệnh thao tác trực tiếp
đến CSDL
Khung nhìn (View): làm nhiệm vụ thể hiện trang web từ các
hành động do bộ điều hành (controller) truyền sang cùng với dữ
liệu từ nhận được từ lớp mô hình (model) (có thể hiểu nó như là
template render).
Trình điều khiển (Controller): chính là phần cốt lỗi, điều hành
trang web, giao tiếp với mô đun mô đun dịch vụ MobileTV

1.2.3

Phân hệ người dùng cuối (Mobile Client )

Phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client) cho phép người dùng
tương tác với mô đun dịch vụ MobileTV qua ứng dụng mobile do
dịch vụ cung cấp được cài đặt trên điện thoại di động.
Người dùng cài đặt, chạy ứng dụng mobile do dịch vụ cung
cấp. Ứng dụng hỗ trợ người dùng tương tác, sử dụng dịch vụ: đăng
ký/hủy dịch vụ, thêm/xóa kênh, thêm/xem giờ, xem/tải/tặng VOD,
xem LiveTV…
Phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client) giao tiếp với phân hệ
Web Frontend (Web Frontend sẽ giao tiếp với Mô đun dịch vụ
MobileTV hoặc truy vấn trực tiếp CSDL): Lấy dữ liệu theo định
7


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

dạng JSON từ API mà Website cung cấp qua giao thức http (HTTP
request).
1.2.4

Phân hệ Web cho người dùng (Frontend)

Phân hệ Wapsite cho phép người dùng tương tác với mô đun
dịch vụ MobileTV qua ứng dụng client được cài trên thiết bị di
động.
Người dùng truy cập tới web site của dịch vụ bằng thiết bị di

động. Hệ thống phục vụ các yêu cầu của người dùng: đăng ký/hủy
dịch vụ, thêm/xóa kênh, thêm/xem giờ, xem/tải/tặng VOD, xem
LiveTV…
Phân hệ này giao tiếp với phân hệ Người dùng cuối (Mobile
Client): Cung cấp API, trả về dữ liệu JSON khi có yên cầu http
(HTTP request) gửi đến từ Người dùng cuối (Mobile Client).
1.2.5

Phân hệ mô đun dịch vụ MobileTV

Hệ thống chia làm 3 lớp:
 Lớp giao tiếp (Interation Service Layer):
 Cung cấp các API cho các ứng dụng khác có thể tương tác
với hệ thống qua các API này.
 Lớp xử lý (Bussiness Logic Layer):
 Là lớp trung gian thực hiện xử lý nghiệp vụ.
 Gửi yêu cầu tới hệ thống trừ tiến (billing gateway) để: kiểm
tra thông tin thuê bao, trừ tiền.
 Gửi gửi tới HLR để kiểm tra trạng thái đăng ký 3G của thuê
bao.
 Lớp dữ liệu (Data Access Layer):
 Thực hiện kết nối tới hệ thống CSDL của dịch vụ để truy
vấn thao tác, dữ liệu.
8


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

 Sử dụng Hibernate để kết nối tới CSDL.
1.2.6

Phân hệ streaming

Phân hệ streaming thực hiện nhiệm vụ truyền tải nội dung số
sau khi đã được mã hóa đến cho người dùng cuối theo giao thức
RTSP hoặc HTTP một các ổn định để người dùng cuối có thể xem
được tín hiệu trên các thiết bị di động.
1.2.7

Phân hệ xử lý media (Media Process)

Phân hệ gồm có 2 phần là mã hóa video tệp (offline encoder) và mã
hóa trực tuyến (live encoder)
1.2.8

Phân hệ trừ tiền dịch vụ (Billing Service)

Phân hệ trừ tiền dịch vụ (Billing service) là hệ thống cung cấp
các dịch vụ liên quan đến tài khoản tiền, giờ của khách .
1.2.9

Phân hệ Quản lý giám sát

Trên mỗi máy chủ dịch vụ cài một tiến trình giám sát ngầm để
giám sát, quản lý các tiến trình/ứng dụng trên đó. Các tiến trình này
sẽ được đăng ký và chờ kết nối từ máy chủ giám sát đầu cuối monitor server. Máy chủ giám sát đầu cuối Monitor managerment
client chủ động kết nối tới tiến trình ngần này để ra lênh.
1.2.10

Mô hình phân rã chức năng/phân hệ

Chức năng người dùng: Bao gồm những chức năng cho phép
người dùng tương tác với dịch vụ như đăng ký, hủy, xem LiveTV,
Tải VOD… bao gồm 3 hình thức: qua tin nhắn SMS, qua WAP và
qua Người dùng cuối (Mobile Client).
Dự án MobileTV sẽ phát triển chức năng người dùng phần
người dùng cuối (Mobile Client). Ứng dụng dành cho các thiết bị
dùng hệ điều hành Android 2.2 hoặc mới hơn.
Chức năng CSKH: Cho phép nhân viên chăm sóc khách hàng
có thể tra cứu giải đáp cho khách hàng hoặc hỗ trợ đăng ký, hủy
dịch vụ cho khách hàng.
9


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

Chức năng quản trị hệ thống: Cho phép người quản trị hệ
thống có thể quản lý người dùng, quản lý kênh, quản lý lịch phát
sóng…v.v.
Chức năng thống kê, báo cáo: Cho phép nhân viên kinh
doanh biết được tình trạng sử dụng dịch vụ của khách hàng, doanh
thu dịch vụ.
Chức năng streaming, xử lý media (Media Process): Đóng vai
trò chuyển đổi luồng dữ liệu video đầu vào từ các kênh khác nhau
đến người dùng đầu cuối. Chuyển đổi định dạng dữ liệu media cho
phù hợp với hệ thống MobileTV.
Chức năng trừ tiền dịch vụ (billing service): Là các chức năng
xử lý liên quan đến tiền, giờ xem của khách hàng.
Chức năng quản lý giám sát: giám sát quản lý các tiến
trình/ứng dụng của hệ thống.

Kiến trúc dữ liệu

1.3
1.3.1

Các thành phần dữ liệu chính

Dữ liệu trong hệ thống được chia thành các thành phần sau:
 Dữ liệu tin nhắn: Bao gồm tin nhắn đến chờ xử lý MO, lịch sử
tin nhắn đến MO_HIS, tin nhắn gửi đi MT. lịch sử tin nhắn gửi
đi MT_HIS, Lịch sử giao dịch với dịch vụ từ hệ thống.
 Dữ liệu mô đun dịch vụ MobileTV: Danh sách thuê bao đăng
ký, hủy dịch vụ, kênh khách hàng đăng ký sử dụng, thời gian sử
dụng, kênh yêu thích.
 Dữ liệu tại máy chủ streaming: Bao gồm các dữ liệu video đã
mã hóa, các kênh, các profile, cấu hình.
10


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

 Dữ liệu Web - CMS: Thành viên, quyền, video upload, tin tức,
lịch phát sóng, người dùng hệ thống, gói cước, kênh, dòng điện
thoại
 Dữ liệu Web – Báo cáo thống kê: Log đăng ký hủy dịch vụ,
thêm xóa addon, log LiveTV, log VOD
 Dữ liệu giám sát: Bao gồm thông tin tính trạng các phân hệ cần
giám sát.
1.3.2

Kiến trúc trao đổi dữ liệu với các hệ thống khác

Trao đổi dữ liệu với hệ thống trừ tiền dịch vụ (Billing gateway),
trao đổi dữ liệu với BCCS
Các giải pháp kiến trúc khác

1.4
1.4.1

Kiến trúc bảo mật

 Sử dụng cơ chế tự nhận diện số điện thoại
 Không cho phép người dùng sao chép lại đường dẫn để xem khi
chưa đăng nhập.
1.4.2

Kiến trúc sao lưu và phục hồi dữ liệu

Thực hiện sao lưu đầy đủ theo cơ chế sao lưu đầy đủ hàng
tháng.

11


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG KIẾN TRÚC HỆ THỐNG
STREAMING
2.1

Mô hình tổng quan hệ thống streaming
Khi hiện thực một hệ thống Streaming, chúng ta cần đầu tư

cho hệ thống một các máy chủ Streaming Server (có nhiệm vụ phân
phối Stream cho mỗi thiết bị người dùng).
Streaming Server hoạt động sẽ lấy nội dung (những tập tin
Video hoặc những tập tin khác trong hệ thống) và tạo Stream cho
mỗi yêu cầu người dùng gửi đến. Những Stream này có thể hiện
thực theo hai phương thức (mỗi phương thức được điều khiển bởi
cơ chế khác nhau) là unicast và multicast. Phổ biến nhất hiện nay là
cơ chế unicast.
Chức năng thường được tích hợp trong các máy chủ
Streaming Server là lưu trữ và phục hồi nội dung. Công việc xử lý
quan trọng của máy chủ Streaming Server là tạo một gói tin cho
mỗi Stream theo thời gian thực. Ngoài ra, Streaming Server còn
phải giải quyết các yêu cầu về mã hóa gói dữ liệu để đảm bảo tính
bảo mật, nén dữ liệu để gửi đến những kênh Stream có tùy chọn kết
nối với tốc độ khác nhau.
Xét về mặt nghiệp vụ thì hệ thống streaming được chia làm 2
nghiệp vụ đó là: xử lý media và phân phối nội dung media sau khi
xử lý đến cho người dùng cuối.
 Xử lý media (media process): có chức nằng mã hóa file
video được nhà cung cấp dịch vụ upload lên hệ thống, cán tín hiệu
12


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

mà đài truyền hình bắn về theo luồng UDP. Các tín hiệu này được
mã hóa theo các chuẩn mã hóa video (video codec) khác nhau đề

đáp ứng được tất cả các yêu cầu treaming của các dòng điện thoại
3G.
Mã hóa video (offline encoder): được cài đặt trên các máy chủ,
mỗi máy chủ có thể chạy nhiều tiến trình mã hóa video và các
tiến trình này tự động chia sẻ tải với nhau
Mã hóa tín hiệu truyền hình (Live encoder): được cài đặt trên
các máy chủ cấu hình cao, mỗi máy chủ chạy thực hiện ma hóa
cho 4 kênh tín hiệu.

-

-

 Phân phối nội dung media (media streaming): có chức năng
đọc các file video đã được mã hóa hoặc các luồng tín hiệu đã được
mã hóa sau đó đóng gói theo các giao thức phù hợp rồi truyền trên
môi trường mạng đến cho người sử dụng điện thoại. Điện thoại sau
khi nhận được tín hiệu sẽ giải mã và tái tạo lại hình ảnh ban đầu.
Video streaming (VOD streaming): Thực hiện truyền tải nội
dung file video đến cho người dùng cuối theo luồng.
Streaming kênh tín hiệu (Live streaming): Thực hiện truyền tải
nội dung luồng tín hiệu đến cho người dùng cuối theo luồng.

-

2.2

Phân hệ mã hóa video – mã hóa không trực tuyến

Phân hệ mã hóa video (offline encoder) có 3 mô đun chính:

-

-

Mô đun giao tiếp: thực hiện truy xuất cơ sở dữ liệu để quét các
tệp mới được upload lên hệ thống, lấy thông tin đầu vào và ghi
thông tin đầu ra.
Mô đun chuyển đổi: thực hiện giải mã tệp video đầu vào và mã
hóa ra theo tín profile khác nhau.
13


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

Mô đun tạo chỉ mục và đóng gói: thực hiện đóng gói các tệp
sau khi mã hóa thành các rãnh để mô đun streaming có thể đọc
được và truyền đi. Băn tệp sau khi mã hóa ra thanh chuỗi tệp
cho chuẩn adaptive streaming của Apple.

-

Thực hiện quét định kỳ tệp video đầu vào được các nhà cung
cấp dịch vụ (Content provider) đẩy lên hệ thống và chuyển đổi
thành các tệp với profile khác nhau. Các Profile này đảm bảo phục
vụ được tất cả các dòng máy điện thoại trên thị trường. Profile ở
đây là thông tin về các chuẩn mã hóa của video.
2.3

Phân hệ mã hóa trực tuyến (live encode)

Phân hệ gồm có mô đun chính sau:
-

-

-

Mô đun truy nhập: mô đun này cho phép nhận các luồng
Stream đầu vào thông qua giao thức RTSP hoặc các thiết bị thu
hình.
Mô đun giải mã: giải mã dữ liệu từ các luồn stream thành dạng
hình ảnh, âm thanh.
Mô đun mã hóa: mã hóa dữ liệu hình ảnh, âm thanh theo các
định dạng H264, MPEG4, ACC.
Mô đun nhận chuyển đổi luồng: Nhận stream đầu vào và
chuyển đổi thành stream đầu ra theo profile đã được cấu hình.
Mô đun RTP: đóng gói dữ liệu đã mã hóa và gửi đi theo giao
thức RTP.
Mô đun nhân bản luồng: nhân bản một luồn dữ liệu đầu vào
thành nhiều luồn dữ liệu đầu ra. Cấu trúc dữ liệu không thay
đổi.
Mô đun trích xuất ảnh: phân tách ảnh từ một luồng stream để
lấy ra ảnh đại diện theo thời gian.

Chịu trách nhiệm nhận tín hiệu đầu vào từ các thiết bị hay đài
truyền hình bắn về và chuyển định dạng tín hiệu thành các profile
14


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

đã được cấu hình. Sau đó tín hiện được chuyền sang cho hệ thống
các mô đun streaming để săn sàng phục vụ người dùng khi có yêu
cầu. Tín hiệu được mã hóa theo các profile khác nhau để đáp ứng
phục vụ cho tập tất cả các máy điện thoại di động 3G trên hiện nay.
Phân hệ RTSP streaming

2.4

RTSP được xem là giao thức chuẩn trong streaming, RTSP là
dạng giao thức ở lớp ứng dụng, giao thức này làm việc bằng cách
chia nh các gói dữ liệu tùy theo tốc độ băng thông cho phép giữa
điện thoại và máy chủ. Khi mà điện thoại đã nhận vừa đủ lượng dữ
liệu thì player sẽ giải nén, thể hiện gói dữ liệu đầu rồi sau đó tiếp
tục tải về gói dữ liệu tiếp theo và tiếp tục thể hiện gói dữ liệu kế
tiếp và cứ tiếp tục như vậy. Giao thức RTSP giờ đây đã được thế
giới hóa và áp dụng trong hầu hết các ứng dụng streaming. RTSP
c ng hổ trợ các tính năng như tua nhanh, dừng, khởi chạy hay tạm
dừng.
Phận hệ gồm 5 mô đun chính sau:
-

-

Xác thực yêu cầu (Validate URL): thực hiện nhân yêu cầu đã
được mã hóa từ người dùng. Nếu yêu cầu từ người dùng đến hệ
thống vượt quá 15s. Hệ thống sẽ không thực hiện giải mã và
báo về cho người dùng theo các kịch bản cụ thể. Nếu th a mã
điều kiện trên hệ thống sẽ thực hiện giải mã yêu cầu theo chuẩn
DES và Base64. Dữ liệu giải mã này sẽ được tryền cho các mô

đun khác trong phân hệ.
Ghi thông tin log (Logging): thực hiện ghi log về hiện trang hệ
thống cùng các yêu cầu của người dùng, các hành động của
người dùng nhằm phục vụ quá trình dò lỗi hệ thống.
15


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

-

-

Trừ giờ xem live - SubTime: thực hiện trừ thơi gian khi khách
hàng xem các kênh truyền hinh trên hệ thống. Thời gian ở đâu
được khách hàng mua khi đăng ký dịch vụ
Đếm số người dùng (Count use): đếm số người dùng đang thực
hiện xem video, kênh truyền hình trên hệ thống.
Đáp ứng yêu cầu RTSP/RTP (RTSP/RTP request): nhận yêu
cầu RTSP từ người dùng cuối (client) từ đó thực hiện các
nghiệp vụ trả lời các yêu cầu sau đó là gửi luồng tín hiệu RTP
cho người dùng.

16


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

2.5

Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http adaptive
streaming

Apple đã đưa ra chuẩn giao tiếp adaptive streaming, adaptive
streaming tự động điều chỉnh băng thông mạng theo các điều kiện
khác nhau. Ví dụ, trong điều kiện chất lượng mạng thấp thì máy
chủ chạy Streaming sẽ tự động chọn luồng tín hiệu có chất lượng
thấp để phục vụ khách hàng và ngược lại.
Trong khi hâu như tất cả các giao thực streaming video c sử
dụng giao thức rtsp/rtp thì ngày nay công nghệ streaming http đang
thể hiện rất hiệu quả ưu điểm của mình.
Công nghệ này hoạt động bằng cách phát hiện băng thông của
người dùng và khả năng của cpu để thực hiện điều chỉnh luồng tín
hiệu video cho hợp lý. Công nghệ này yêu cầu nguồn tín hiệu đầu
vào được mã hóa ở nhiều tốc độ bitrate khác nhau. Máy điện thoại
người dùng sẽ chuyển giữa các bitrate này để đạt được chất lượng
hiển thị tốt nhất.
Phận hệ gồm 5 mô đun chính sau:
Thực hiện nghiệp vụ đáp ứng yêu cầu xem LiveTV hoăc
VOD của khách hàng thông qua giao thức HTTP. Về mặt nghiệp
vụ thì tương đương với nghiệp vụ của hệ thống streaming theo giao
thức rtsp
-

Xác thực yêu cầu (Validate URL): thực hiện nhân yêu cầu đã
được mã hóa từ người dùng. Nếu yêu cầu từ người dùng đến hệ
thống vượt quá 15s. Hệ thống sẽ không thực hiện giải mã và
báo về cho người dùng theo các kịch bản cụ thể. Nếu th a mã
17

Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

-

-

-

2.6

điều kiện trên hệ thống sẽ thực hiện giải mã yêu cầu theo chuẩn
DES và Base64. Dữ liệu giải mã này sẽ được tryền cho các mô
đun khác trong phân hệ.
Ghi thông tin log (Logging): thực hiện ghi log về hiện trang hệ
thống cùng các yêu cầu của người dùng, các hành động của
người dùng nhằm phục vụ quá trình dò lỗi hệ thống.
Trừ giờ xem live - SubTime: thực hiện trừ thơi gian khi khách
hàng xem các kênh truyền hinh trên hệ thống. Thời gian ở đâu
được khách hàng mua khi đăng ký dịch vụ
Đếm số người dùng (Count use): đếm số người dùng đang thực
hiện xem video, kênh truyền hình trên hệ thống.
HTTP request/respond: nhận yêu cầu HTTP từ người dùng cuối
(client) từ đó thực hiện các nghiệp vụ trả lời các yêu cầu sau đó
gửi trả đường dẫn đến tệp media.
Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http smooth
streaming

Gần đây, Microsoft windows c ng đã đưa ra một chuẩn
Streaming http mới là chuẩn Smooth streaming. Về cơ bản công

nghệ thì vẫn là streaming theo băng thông mạng nhưng đây là một
chuẩn riêng cho các điện thoại chạy hệ điều hành Windows phone
7 trở đi.
Phận hệ gồm 5 mô đun giống như phân hệ http adaptive
streaming: Thực hiện nghiệp vụ đáp ứng yêu cầu xem LiveTV hoăc
VOD của khách hàng thông qua giao thức HTTP. Về mặt nghiệp
vụ thì tương đương với nghiệp vụ của hệ thống streaming theo giao
thức rtsp

18


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

2.7

Mô hình quy hoạch mạng

Mô hình quy hoạch mạng được xây dựng nhằm mục đích quy
hoach các dải ip phục vụ cho hệ thống, giúp tối ưu hóa băng thông,
sắp xếp các server trên khay cho hợp lý, cầu hình tường lửa cho hệ
thống. Hệ thống gồm có các dải IP sau:
Dải IP 3G: phục vụ cho kết nối từ điện thoại vào hệ thống, gồm
có các kết nối đến máy chủ streaming.
Dải IP nội bộ: phục vụ cho các giao tiếp nội bộ, các kết nối
CSDL, mount, truyền luồng tín hiệu sau mã hóa của tiến trình mã
hóa trực tuyến.
Dải IP Internet: phục vụ cho các nhà cung cấp nội dung đăng
nhập và đăng bài viết lên lện thống.
Dải IP nhận luồng tín hiệu: phục vụ cho việc nhận tín hiệu luồng

UDP từ đài truyền hình đẩy về qua đường cáp quang. Là đầu vào
cho tiến trình mã hóa trực tuyến.
2.8

Mô hình cân bằng tải hệ thống

Mô hình cân băng tải hệ thống được xây dựng nhằm mục đích
chia sẻ tải cho các mô đun trong hệ thống và giúp cho hệ thống
chạy ổn định nhất trong các điều kiện gặp lỗi máy chủ có thể xảy
ra.
Hệ thông streaming sử dụng công cụ LVS-keepalived để cấu
hình cân bằng tải cho hệ thống. Với mô hình này khi 2 hay nhiều
19


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

máy chủ cùng loại được cầu hình sẽ có một ip ảo định danh cho các
máy chủ đó. Các yêu cầu đến các máy chủ này sẽ phải thông qua IP
ảo. Với cơ chế này sẽ giúp phát hiện các máy chủ gặp lôi và gửi gói
tin đến các máy chủ khác trong cụm.
2.9

Mô hình triển khai hệ thống

Mô hình triển khai hệ thông là mô hình cuối cùng được đưa ra
trước khi hệ thống được triển khai. Cung cấp cái nhìn về toàn bộ
máy chủ, các cấu hình, các dải ip của hệ thống. Ngoài ra mô hình
này là cơ sở để định cỡ phần cứng đối với từng yêu cầu bài toán cụ
thể.

Với hệ thông streaming cho MobileTV, các máy chủ streaming
tín hiệu truyền hình được gom nhóm lại vào được cài đăt trên 3
máy chủ vật lý (mỗi máy ảo hóa thành 4 máy ảo). Các máy chủ mã
hóa video, streaming file video được cài đặt trên các máy ảo trên
cùng một máy chủ vật lý. Các máy chủ mã hóa tín hiệu truyền hình
chạy trên các máy chủ vậy lý.

20


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG HỆ THỐNG STREAMING CHO
MOBILETV
3.1

Giải pháp cho hệ thống MobileTV tại Việt Nam

Hiện nay, hệ thông streaming tại Việt Nam đã được các công ty
viên thông triển khái đến cho khách hàng và số lượng thuê bao của
dịch vụ này là khá lớn. Tính riêng của Viettel là vào khoảng
300.000 thuê bao. Tuy nhiện, sau một thời gian triển khai hệ thông
thể hiện sự công kênh, lãng phí, không đáp ứng đủ tải cho người
dùng, hệ thống thường xuyên gặp lỗi.
Với hệ thống của Viettel tuy tải của máy chủ streaming chỉ
chiếm khoảng 20~30% của hệ thống nhưng vẫn chạy độc lập trên
hệ thống, hay tất cả máy chủ đọc ghi dữ liệu media đều cung cấp 1
card quang cắm xuống SAN Switch gây tốn kém về việc đầu tư tài
nguyên. Hệ thống giám sát thì không trực quan, các tiến trình giám
sát không có cảnh báo khi bị gặp lỗi.

Từ việc thống kê các nhược điểm đó và qua kinh nghiệm vận
hành của ban vân hành hệ thống, hệ thống mobiletv mới đã được
thiết kế để tối ưu hệ thống, áp dụng công nghệ mới để tiết kiệm tài
nguyên nhưng vẫn đảm bảo hiện năng hệ thống. Cụ thể như:
Áp dụng công nghệ ảo hóa: giúp giảm số lượng máy chủ
streaming tín hiệu truyền hình từ 12 server vật lý xuống 3 server
vật lý. Các máy chủ mã hóa video, máy chủ wap/web, máy chủ

21


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

dịch vụ mobiletv… đều được ảo hóa giúp cho số lượng máy chủ
vật lý giảm từ 27 máy chủ xuống 18 máy chủ.
Áp dụng công nghệ điểm chia sẻ (mount point): tức là sẽ dùng 2
máy chủ vật lý duy nhất cắm xuống thiết bị lưu trữ (SAN storage)
và biến 2 máy chủ này thành các điểm chia sẻ. Tất cả các máy chủ
khác muốn đọc ghi dữ liệu từ thiết bị lưu trữ sẽ thực hiện gắn
(mount) vào 2 máy chủ này.
Áp dụng hệ thống đa giám sát: giám sát trên CMS, giám sát
quan tin nhắn SMS cảnh báo, giám sát qua thư điện tử (email). Khi
tiến trình ngầm phát hiện có lỗi trong hệ thống, nó sẽ cập nhật
thông tin để từ CMS người quản trị có thể thấy được từ màn hình
giám sát. Đồng thời nó c ng thực hiện gửi tin nhắn SMS, Email
đến cho người quản trị biết.
3.2
3.2.1

Phân hệ giám sát CMS

Giám sát LiveTV

Giám sát trạng thái các luồng Mã hóa trực tuyến (Live Encoder).
Nếu luồng lỗi sẽ xuất hiện thông báo lỗi.
3.2.2

Trạng thái Mã hóa trực tuyến (Live Encoder)

Hiển thị luồng Tín hiệu truyền hình theo từng Profile, đồng thời
cho phép theo dõi chính xác Máy chủ chạy Streaming đang phát
Profile nào
Cung cấp giao diện: Tắt, bật, khởi động lại luồng Tín hiệu
truyền hình
22


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

3.2.3

Quản lý Máy chủ chạy streaming

Hiển thị danh sách Máy chủ chạy streaming. Cung cấp giao
diện: Tắt, bật, khởi động Máy chủ chạy streaming
3.2.4

Quản lý máy chủ mã hóa trực tuyến Live Encoder

Hiển thị danh sách máy chủ mã hóa LiveTV. Danh sách kênh
(theo Profile) đang được encode trên từng Server

3.2.5

Quản lý Máy chủ mã hóa VOD (Offline Encoder)

Hiển thị danh sách máy chủ mã hóa VOD.
3.3

Phân hệ giám sát ngầm

Phân hệ giám sát ngầm là nhân tố chính của hệ thống giám sát.
Thực hiện chạy ngầm trên các server để giám sát tất cả các mô đun
khác trên hệ thống. Từ đó kết nối đến hệ thống cảnh báo đển nhắn
tin SMS cảnh báo hay mail đến người dùng trạng thái của các
server.
Phân hệ giám sát ngầm gồm có các mô đun sau:
Giám sát tiến trình mã hóa trực tuyến live encoder cho tín hiệu
udp: Tín hiệu sau khi mã hóa từ máy chủ mã hóa trực tuyến sẽ đẩy
luồng tín hiệu udp đến các máy chủ streaming theo giao thức rtsp –
gọi tắt là streaming rtsp. Tiến trình này sẽ chạy trên các máy chủ
streaming theo giao thức rtsp để thực hiện lấy luồng tín hiệu udp đó
ra phân tích xem có đủ luồng audio và video trong đó không. Nếu
không đủ tiến trình sẽ bắn tin cảnh báo giám sát đến người quản trị,
đồng thời c ng thực hiện khởi động lại tiến trình này. Tiến trình lặp
theo chu kỳ được cấu hình sẵn.
Giám sát tiến trình mã hóa trực tuyến live encoder cho
iphone/ipad: Tín hiệu sau khi mã hóa từ máy chỉ mã hóa trực tuyến
23


Tóm tắt Luận văn Thạc sỹ

(live encoder) sẽ đẩy thành các tệp ts dung lượng 10s/tệp cộng với
đó là sinh ra tệp danh sách – index chưa các đường link đến tệp ts
được sinh ra. Tiến trình giám sát định kỳ kiểm tra xem tệp danh
sách – index có được cập nhật thay đổi theo từng chu ký một
không. Nếu không được cập nhật tiến trình sẽ bắn tin cảnh báo
giám sát đến người quản trị, đồng thời c ng thực hiện khởi động lại
tiến trình này. Tiến trình lặp theo chu kỳ được cấu hình sẵn.
Giám sát tiến trình mã hóa trực tuyến live encoder cho windows
phone: Tín hiệu sau khi mã hóa từ máy chỉ mã hóa trực tuyến (live
encoder) sẽ đẩy thành các tệp isml với độ dài các tệp được cấu hình
sắn thời gian. Cộng với đó là sinh ra tệp db3 chưa thông tin về tín
hiệu hiện tại đang được lưu trong tệp isml nào. Tiến trình giám sát
định kỳ kiểm tra xem tệp db3 có được cập nhật thay đổi theo từng
chu ký một không. Nếu không được cập nhất tiến trình sẽ bắn tin
cảnh báo giám sát đến người quản trị, đồng thời c ng thực hiện
khởi động lại tiến trình này. Tiến trình lặp theo chu kỳ được cấu
hình sẵn.
Giám sát tiến trình streaming theo giao thức rtsp/http: Tiến trình
định kỳ thực hiện gửi yêu cầu rtsp/http – yêu cầu đến mô đun
streaming này và nhận về kết quả từ đó phân tích kết quả để biết
được streaming này là đang hoạt động hay dừng. Nếu không chạy
sẽ bắn tin cảnh báo giám sát đến người quản trị, đồng thời c ng
thực hiện khởi động lại tiến trình này. Tiến trình lặp theo chu kỳ
được cấu hình sẵn.

24