NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

SINH VIÊN: NGUYỄN HUY HOÀNG

NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ
TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV

HÀ NỘI - Năm 2015
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

SINH VIÊN: NGUYỄN HUY HOÀNG

NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ
TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ IPTV

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Mã ngành:
NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS. HÀ MẠNH ĐÀO

Hà Nội - Năm 2015

2


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại Học Tài Nguyên và Môi

Trường Hà Nội, chúng em đã được các thầy cô giảng dạy, giúp đỡ và được truyền
đạt nhiều kiến thức vô cùng quý giá. Ngoài ra, chúng em còn được rèn luyện bản
thân trong một môi trường học tập đầy sáng tạo và khoa học. Đây là một quá trình
hết sức quan trọng giúp em có thể thành công khi bắt tay vào nghề nghiệp tương lai
sau này. Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa
công nghệ thông tin, cùng toàn thể các thầy cô đã tận tình giảng dạy và trang bị cho
em nhiều kiến thức bổ ích trong suốt quá trình học tập tại trường vừa qua. Đây là
quãng thời gian vô cùng hữu ích, đã giúp em trưởng thành lên rất nhiều và là hành
trang rất quan trọng không thể thiếu khi chuẩn bị ra trường và công việc sau này.
Đặc biệt em xin cảm ơn đến thầy TS. Hà Mạnh Đào, thầy đã tận tình giúp đỡ,
trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Trong thời
gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn
học tập được tinh thần làm việc thái độ nghiên cứu nghiêm túc, hiệu quả, đây là những
điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác sau này.
Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến gia đình, bạn bè đã động viên,
đóng góp ý kiến và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình học tập, và nghiên cứu để
hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.
Mặc dù đã cố gắng trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án, nhưng do kinh
nghiệm thực tế và trình độ chuyên môn chưa được nhiều nên em không tránh khỏi
những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, góp ý chân thành từ các thầy, cô giáo
cùng tất cả các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 07 tháng 06 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Huy Hoàng

3


MỤC LỤC

4


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Thuật
ngữ viết

Thuật ngữ tiếng anh

Thuật ngữ tiếng việt

tắt
Asymmetric Digital

Đường dây thuê bao số bất đối

Subcriber Line

xứng

AON

Active Optical Network

Mạng quang tích cực

AVC

Advanced Video Coding

Mã hóa video tiên tiến

ADSL

ATM

AP

BRAS

BPON

Asynchronnuos

Transfer

Mode

Kiểu truyền không đồng bộ
Trạm nhập trong mạng Wifi ( Bộ

Access Point

phát Wifi)

Broadband Remote Access Máy chủ truy nhập từ xa băng
Server

rộng

Broadband Passive Optical
Network

Mạng thụ động băng rộng

CAS

Conditional Access System

Hệ thống truy cập có điều kiển

CDN

Content Ditribution Network

Mạng phân phối nội dung

CMTS
CPU
DSLAM

Cable Modem Terminnation
System
Central Processing Unit
Digital

Subscriber

Hệ thống kết cuối modem cáp

Đơn vị xử lý trung tâm

Line Bộ ghép kênh truy cập đường dây

Access Multiplexer

thuê bao số

DRM

Digital Rights Management

Quản lý quyền nội dung số

DSL

Digital Subscriber Line

Đường dây thuê bao số

5


DHCP

DWDM

Dynamic Host Cofiguration
Protocol

Giao thức cấu hình Host động

Dense Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo mật độ
Multiplexing

bước song

DVB

Digital Video Broadcasting

Quảng bá video số

EPG

Electronic Program Guide

Chỉ dẫn chương trình điện tử

EPON

Ethernet

Passive

Optical

Netwwork

Mạng thụ động Ethernet

EVC

Ethernet Virtual Connection

Kết nối ảo Ethernet

FTP

File Transfer Protocol

Giao thức vận chuyển

FTTC

Fiber To The Curd

Cáp quang tới lề đường

FTTH

Fiber To The Home

Cáp qang tới hộ gia đình

FTTN

Fiber To The Neighourood

Cáp quang tới vùng lân cận

FTTRO

Fiber To The Regional Office Cáp quang tới tổng đài khu vực

GPON

Gigabit PON

Mạng quang thuj động Gigabit

GiE

Gigabit Ethernet

Giao thức Gigabit Ethernet

HD

High definition

Định dạng chất lượng cao

HDTV

High Definition Televison

Truyền hình chất lượng cao

HFC

Hybird Fiber Coaxial

Hỗn hợp cáp quang đồng trục

HTTP

Hyper Text Transfer Protocol

HTTPS

Hyper Text Transfer Protocol
Secure

Giao thức vận chuyển siêu văn
bản
Giao thức HTTP bảo đảm

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

IPTV

Internet Protocol Television

Truyền hình giao thức Internet

6


IPTVCD

IPTVCunsmer Device

Thiết bị khách hang IPTV

ISP

Internet Service Provider

Nhà cung cấp dịch vụ Internet

International
ITU-T

Telecommunications Union Telecommuniication

Tổ chức viễn thông quốc tế về các
tiêu chuẩn viễn thông

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

LSR

Label Switch Router

Router chuyển mạch nhãn

LIB

Laber Information Base

Cơ sở thông tin nhãn

MEF

Metro Ethernet Forum

Diễn đào Metro Ethernet

MPEG

Moving

Picture

Experts

Group

Nhóm chuyên gia về ảnh động

OC

Optical Carrier

Sóng mang quang

OSS

Operational Support System

Hệ thống hỗ trợ hoạt động

OLT

Optical Line Temrmination

Kết cuối đường quang

ONT

Optial Network Termination

Kết cuối mạng quang

OSI

Open Systems Iterconnection Liên kết hệ thống mở

PON

Passive Optical Network

PPPoE

Point-to-Point Protocol over
Ethernet

Mạng quang thụ động
Giao thức mạng trong Ethernet

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

QoE

Quality of Experience

Chất lượng trải nghiệm

RF

Radio Frequency

Tần số vô tuyến

RTP

Real Time Protocol

Giao thức thời gian thực

RTSP

7

Real
Protocol

Time

Streaming Giao thức Streaming thời gian
thực


SD

Standard Definition

Định dạng chất lượng chuẩn

SDV

Switched Digital Video

Mạng chuyển mạch video số

SONET

Synchronous Optical Ntwork Mạng quang đồng bộ

STB

Sep Top Box

TCP/IP
URL
VDSL

Bộ giải mã

Transmisson

Control Giao thức điều khiển vận chuyển

Protocol

trên nền IP

Universal Resource Locator

Bộ xác định địa chỉ tài nguyên

Very

high

speed

Digital

Subscriber Line

Đường dây thuê bao số tốc độ cao

VoD

Video on Demand

Videotheo yêu cầu

VoIP

Voice over Internet Protocol

Thoại quan IP

VLAN

Virtual Local Area Network

Mạng LAN ảo

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng

WLAN

Wireless LAN

Mạng LAN không dây

WDM
WM

8

Wavelength
Multiplexing
Widows Media

Division

Ghếp kênh phân chia bước sóng
Phương tiện Windows


DANH MỤC HÌNH ẢNH

9


DANH MỤC CÁC BẢNG

10

LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, con người với trình độ dân
trí ngày càng cao dẫn tới sự đòi hỏi về nhu cầu giải trí càng cao, đòi hỏi phải
đáp ứng được những nhu cầu sở thích cá nhân của người xem truyền hình. Từ
đó dịch vụ IPTV ra đời với các tính năng vượt trội đã mang lại cho con người
những cảm nhận mới về truyền hình mà chỉ có dịch vụ IPTV mới chỉ có thể
đáp ứng được so với các công nghệ truyền hình khác hiện nay. Trên thế giới
IPTV đã được triển khai mạnh mẽ và thu được lợi nhuận rất lớn.
Tại Việt Nam, dịch vụ IPTV đã bắt đầu được thử nghiệm cung cấp với
một số dịch vụ cơ bản. Cơ sở hạ tầng mạng băng rộng tại Viết Nam đã và
đang pháp triển mạnh mẽ đáp ứng được nhu cầu giải trí của người xem truyền
hình. IPTV với tính năng vượt trội, cùng với chi phí giá thành thấp do đó
IPTV sẽ phát triển mạnh mẽ và là dịch vụ truyền hình số 1 trong tương lai
không xa.
Sau một thời gian nghiên cứu thực tế tại công ty thực tập và với sự
hướng dẫn của thầy giáo TS.Hà Mạnh Đào trong qua trình thực tập. Em đã
thấy được tầm quan trọng của công nghệ mới này nên em đã chọn đề tài “
NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN CƠ SỞ
IPTV “. Đề tài được thực hiên nhằm mục đích nghiên cứu hệ thống IPTV,
cách thức triển khai công nghệ truyền hình IPTV, hiểu rõ hơn cơ chế hoạt
động qua đó nắm bắt được kỹ thuật, tiềm năng phát triển dịch vụ truyền hình
trong tương lai.
Nội dung đố án bao gồm những phần chính sau:
 Chương 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ
THỐNG IPTV.
 Chương 2: KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV.
 Chương 3: TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TRÊN
CƠ SỞ IPTV.

11


CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ TỔNG QUAN VỀ HỆ
THỐNG IPTV.
1.1 Tình hình phát triển dịch vụ IPTV trên thế giới và khu vực.

Cuối thập kỷ trước, cùng với 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.
Trên thế giới, tốc độ tăng trưởng và mức độ phổ biến loại dịch vụ này
trong những năm qua liên tục tăng theo cấp số nhân. Tại các nước có hạ tầng
cáp quang phát triển như Mỹ và Châu Âu, IPTV đã được thừa nhận như là
một thế lực mới trong ngành truyền hình. Còn Châu Á, mô hình này cũng
đang bắt đầu phá vỡ thế độc quyền của các kênh truyền hình truyền thống.
Theo báo cáo “Global IPTV Forecsts” của Digital TV Research cho
biết, hiện nay số lượng thuê bao IPTV trên toàn cầu đang tăng nhanh chóng,
ước tính sẽ đạt khoảng 191 triệu vào cuối năm 2020.
Bảng 1.1 Thông kê trên toàn cầu sẽ có 191 triệu thuê bao IPTV
(Nguồn Digital TV Research Ltd)

Theo số liệu trong báo cáo, tính đến cuối năm 2020 tỷ lệ thâm nhập của
IPTV chiếm hơn 11% số hộ gia đình xem truyền hình, đến năm 2020 sẽ có
thêm 101 triệu thuê bao IPTV, trong đó, 69 triệu là thuê bao ở khu vực Châu

12


Á – Thái Bình Dương. Dự báo Khu vực này sẽ chiếm 61% tổng số thuê bao
IPTV trên toàn cầu. Doanh thu IPTV cũng được dự báo sẽ đạt 26,2 tỷ đô vào
năm 2020. Thị phần của khu vực Châu Á – Thái Bình Dương sẽ tăng từ 17%
năm 2010 lên 30% vào năm 2020.
Sự phát triển của IPTV chắc chắn sẽ rất nhanh, nhưng với sự số hóa của
truyền hình cáp và vệ tinh, các nhà cung cấp sẽ phải cạnh tranh để dành được
khách hàng mới. Tùy thuộc vào thị trường cụ thể, các nhà khai thác dịch vụ
IPTV sẽ phải bộ 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), Inhome DVR, Multi-room Service, v.v… PCCW ở Hồng Kông, nhà cung cấp
dịch vụ IPTV lớn nhất thế giới, đã đưa HDTV và VoD. 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 Video-On-Demand.
1.2 Xu hướng phát triển IPTV tại Việt Nam.

Trong mấy năm gần đây, xu hướng số hóa và hội tụ trong lĩnh vực viễn
thông, công nghệ thông tin và và truyền hình đã trở thành một làn sóng lan
tỏa ở nhiều quốc gia trên toàn thế giới. Việc IPTV phát triển ở Việt Nam chính
là một hệ quả tất yếu của sự lan tỏa này. Đây cũng là hướng đi được chính
phủ chú trọng lộ trình đưa Việt Nam trở thành quốc gia mạnh về Công nghệ
thông tin.
Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Quy hoạch truyền dẫn phát sóng,
phát thanh, truyền hình đến năm 2020 trong đó định hướng chuyển đổi công
nghệ phát thanh, truyền hình sang công nghệ số. Trong đó có phát triển công
nghệ truyền hình Internet (IPTV). Viện chiến lược quốc gia về Bưu Chính
-Viễn thông thuộc Bộ TT&TT cũng đã có kế hoạch hạn chế truyền hình
analog, phát triển truyền hình kỹ thuật số tới các vùng sâu, vùng xa. Theo bản

kế hoạch này, Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh sẽ dừng cung cấp các
chương trình analog vào năm tới. Tuy nhiên, truyền hình kỹ thuật số đòi hỏi
13


sự đầu tư lớn về cơ sở hạ tầng. Do đó, sức lan tỏa của mạng kết nối Internet
bang rộng trở thành điểm mạnh của IPTV tại Việt Nam.
Trên thực tế, Việt Nam cũng có rất nhiều lợi thế khi bắt tay vào triển
khai địch vụ IPTV. Cho đến nay, thị trường băng rộng Việt Nam đang trong
giai đoạn phát triển bùng nổ và nhiều tiềm năng. Tính đến thời điểm hiện tại,
số thuê bao IPTV tăng lên nhanh chóng. Đây cũng là nguồn khách hàng lớn
của IPTV. Bên cạnh đó, việc triển khai các công nghệ hữu tuyến xDSL/PON
và công nghệ vô tuyến băng thông rộng (Wifi, Wimax, CDMA…) của các nhà
cung cấp dịch vụ ở Việt Nam cũng mang lại nhiều cơ hội phát triển mạnh mẽ
và đảm bảo cho sự thành công của IPTV.
Biết được điều đó, đã có rất nhiều nhà khai thác dịch vụ viễn thông lớn
đang cạnh tranh nhằm cung cấp cho khách hàng các dịch vụ băng thông rộng
với chất lượng cao và giá thành rẻ. Họ cũng đã nhận ra xu hướng phát triển
của truyền hình trực tuyến và video theo yêu cầu, và đang có những bước đi
manh mẽ. Một số website cung cấp thử nghiệm các chương 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.
FPT Telecom là doanh nghiệp viễn thông đi đầu trong việc khai thác và
cung cấp dịch vụ IPTV trên hệ thống mạng băng rộng ADSL/ADSL 2+/PON
với số lượng kênh phong phú và tùy vào các gói cước do khách hàng lựa
chọn. FPT đã và đang chuyển đổi dần hệ thống cáp đồng chuyển đổi thành hệ
thống cáp quang mới ở các thành phố lớn, chính vì vậy tiềm năng phát triển
của IPTV là vô cùng lớn. Hiện nay các doanh nghiệp khác như Viettel và
VNPT đã và đang phát triển và triển khai dịch vụ ITPV trên các thuê bao của

mình.
Tuy nhiên, dù có nhiều ưu điểm để cạnh tranh với truyền hình truyền
thông hiện nay nhưng IPTV vẫn không tránh khỏi những khó khăn trước mắt

14


để ngay lập tức có thể vươn lên vị trí thống lĩnh thị trường dịch vụ truyền hình
Việt Nam. Trước hết là khó khăn xuất phát từ nhu cầu người sử dụng. Đang
quen xem truyền hình hầu như là miễn phí, bỗng nhiên giờ lại phải móc ví trả
tiền hàng tháng xem ra cũng không mấy dễ dàng đối với đại đa số người dân.
Bên cạnh đó, truyền hình IPTV có đặc điểm là chất lượng phụ thuộc
hoàn toàn vào đường truyền Internet. Trong khi chất lượng đường truyền
Internet tại Việt Nam còn chưa cao dù thường xuyên được nâng cấp. Đặc biệt,
hầu hết khi lắp đặt cho gia đình sử dụng, người dân chỉ chọn gói có tốc độ
đường truyền thấp, nên khi xem IPTV chất lượng thường không tốt, hình ảnh
dễ bị đứng giật hình.
Từ những hiểu biết thức tế và những điều nghiên cứu được. Em nhận
thấy sự cần thiết của việc nghiên cứu công nghệ truyền hình IPTV, để nắm bắt
được công nghệ mới, cũng như tiềm năng phát triển của dịch vụ mới này
trong tương lai củaViệt Nam.
1.3

Tổng quan về công nghệ IPTV.
Truyền hình dựa trên giao thức Internet IPTV (Internet Protocol –

based Television) – là một cơ chế để truyền tải luồng nội dung truyền hình
dựa trên nền tảng là một mạng sử dụng giao thức IP. Lợi ích của cơ chế này là
khả năng phân phối nhiều loại tín hiệu truyền hình khác nhau, tăng các tính
năng tương tác và cải tiến để tương tác và tương thích với mạng các thuê bao

đang tồn tại.
Sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng làm thay đổi cả
nội dung và kỹ thuật truyền hình. Sự vượt trội trong kỹ thuật truyền hình của
IPTV là tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép người
xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai dịch vụ giá trị gia tăng tiện
ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
1.4 Khái niệm IPTV.

15


Lịch sử về IPTV năm 1994, World News Now của ABC đã có buổi
trình chiếu truyền hình quảng bá mạng Internet đầu tiên, sử dụng phầm mềm
CU-SeeMe videocomferencing.
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 thiết kế và
xây dựng một sản phẩm Iternet 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 Uncast và IP Multicast
RTP/RTCP. Phầm mềm này được viết bởi Steve Casner, Karl Auerbach, và
Cha Chee Kuan. Hệ thống này được Cisco Systems mua vào năm 1998 và
Cisco đã giữ lại tên ˝ IP/TV˝.
Kingston Communication, một nhà cung cấp dịch vụ viễn thông UK,
triển khai KIT(Kingston Interactice 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 hệt
hống 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 đã phát triển hầu khắp các nơi trên thế giới, từ Châu
Mỹ, Châu Âu, Châu Á. Nhất là tại Châu Á, với các thị trường Hàn Quốc,

Nhật Bản, Trung Quốc và cả Việt Nam, một trong những nước đang đi đầu đã
có nhiều công ty khai thác công nghệ IPTV, dịch vụ này ngày càng phát triển
với lượng thuê bao ngày càng tăng. Tiên phong phải kể đến các nhà cung cấp
IPTV như FTP, VNPT, VTC.
Từ khi có khái niệm Internet, nhu cầu trong mọi ứng dụng của nó tăng
lên từng ngày. Giống như mọi dịch vụ khác, truyền hình cũng ngày càng được
quan tâm. Hiện nay, IPTV không còn là khái niệm quá mới mẻ.
IPTV truyền hình sử dụng giao thức IP là một hệ thống ở đó các dịch
vụ truyền hình số cung cấp tới các thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối

16


băng rộng. IPTV thường được cung cấp cùng với dịch vụ VoD và cũng có thể
cung cấp cùng với các dịch vụ Internet khác như truy cập Web và VoIP.
Khi mới xuất hiện IPTV được gọi là truyền hình giao thức Internet hay
TelcoTV hay truyền hình băng rộng. Thực chất tất cả các tên đều được sử
dụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao hoặc
nội dung âm thanh và hình ảnh theo yêu cầu trên một mạng băng rộng. IPTV
là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh truyền hình
truyền thông, phim truyện, và nội dung video theo yêu cầu trên một mạng
riêng. Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thông Quốc Tế ITU thì IPTV là dịch vụ
đa phương tiện bao gồm truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa, và dữ
liệu qua một mạng IP và được quản lý để cung cấp mức độ yêu cầu của chất
lượng dịch vụ (QoS), Chất lượng trải nghiệp (QoE), tính bảo mật, tương tác
và độ tin cậy.
1.4.1 Ưu điểm của IPTV.
Tích hợp đa dịch vụ: Trên một đường kết nối Internet người dùng
IPTV có thể được sử dụng cùng một lúc rất nhiều dịch vụ khác nhau như truy
cập Internet, truyền hình, VoIP (Voice over Internet Protocol)… mang lại cho

người dùng sự tiện lợi trong quá trình sử dụng.
Tính tương tách cao: IPTV sẽ mang lại cho người dùng trải
nghiệm xem truyền hình có tính tương tác và cá nhân hóa rất cao. Ví dụ, nhà
cung cấp dịch vụ IPTV có thể tích hợp một chương trình hướng dẫn tương tác
cho phép người dùng đăng ký các gói dịch vụ mà mình muốn xem, có thể tìm
kiếm một phim mà muốn xem, bên cạnh đó có thể dùng điện thoại điều khiển
TV. Một phương thức tương tác khác mà nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thể
triển khai là cung cấp các thông tin mà người xem yêu cầu trực tiếp trong quá
trình xem chương trình. Ví dụ, người dùng có thể nhận thông tin về đội bóng
mà họ đang xem thi đấu trên màn hình. Trên thực tế tính tương tác cao hoàn
toàn có thể xuất hiện ở các loại hình truyền hình vệ tinh hay cáp. Song để

17


triển khai được thì cần phải có sự kết nối tương tác giữa đầu phát sóng và bộ
thu sóng. Đây là điều truyền hình vệ tình và cáp không có được. Muốn triển
khai thì hai hình thức truyền hình này buộc phải kết nối mạng khác như
Internet hoặc điện thoại di động.
Công nghệ chuyển mạch IP: Hầu hết người dùng đều không biết
rằng truyền hình cáp và vệ tinh thường gửi đi tất cả tín hiệu của mọi kênh
cùng một lúc cùng một thời điểm nhằm cho phép người dùng chuyển đổi kênh
tức thời như chúng ta vẫn thấy. Điều này dẫn tới sự lãng phí băng thông cần
thiết. IPTV sử dụng công nghệ chuyển mạch IP để loại bỏ hạn chế này. Mọi
dữ liệu chương trình truyền hình được lưu trữ tại một vị trí trung tâm và chỉ
có dữ liệu kênh mà người dùng yêu cầu xem là được truyền tải đi. Điều này sẽ
cho phép nhà cung cấp dịch vụ có thể bổ sung thêm được nhiều dịch vụ cho
IPTV hơn vì băng thông không còn phải là vấn đề quá khó giải quyết.
Mạng gia đình: Kết nối vào mạng Internet trong gia đình không
chỉ có TV mà còn có các PC khác. Điều này sẽ cho phép người dùng có thể sử

dụng TV để truy cập đến những nội dung đa phương tiện trên PC như ảnh số,
video, lướt Web, nghe nhác… Tất cả liên kết sẽ trở thành một mạng giải trí
gia đình hoàn hảo.
Video theo yêu cầu - Video on Demand (VoD): VoD là tính
năng tương tác có thể nói là được mong đợi nhất ở IPTV. Tính năng này cho
phép người xem có thể yêu cầu xem bất kỳ một chương trình truyền hình nào
đó mà họ ưu thích. Ví dụ, người xem muốn xem một bộ phim đã có và đã
trình chiếu trước đó, chỉ cần thực hiện tìm kiếm và dành thời gian để thưởng
thức nó.
Truyền hình chất lượng HD: Xu hướng nội dung chất lượng cao
hiện đã trở thành hiện thực. Nhờ kết nối băng thông rộng nên giờ người sử
dụng có thể xem các chương trình truyền hình và chuẩn âm thanh chất lượng

18


cao. Ngoài ra tính năng VoD cho phép người dùng xem các bộ phim theo
chuẩn HD với tất cả các bộ phim có trên Server.
1.4.2 Thách thức cho IPTV.
Lỗi hỏng nội dung: Trong IPTV, tín hiệu được gửi đi sử dụng các
giao thức IP bình thường và những kẻ phá hoại có thể kết nối thông qua Web
và xử lý bộ phận middleware hoặc các serve. Họ cũng có thể thay đổi dữ liệu
trong kho nội dung trước khi nó được mã hóa bảo mật bởi phầm mềm DRM.
Do đó, các bộ phận hoặc nội dung trái phép có thể được phát đi.
Chất lượng của dịch vụ: Cho dù không có các cá nhân phá hoại
dịch vụ như trường hợp nêu trên, chất lượng vẫn là một thách thức lớn của
IPTV khi các dịch vụ truyền hình truyền thống đang thống trị thế giới. IPTV
phải đối mặt với khả năng mất dữ liệu cao và sự chậm trễ truyền tín hiệu. Nếu
như đường kết nối mạng của người dùng không thật sự tốt cũng như không đủ
băng thông cần thiết thì khi xem chương trình sẽ rất dễ bị giật hay việc

chuyển kênh có thể tốn khá nhiều thời gian để tải về. Thêm vào nữa nếu máy
chủ của nhà cung cấp dịch vụ không đủ mạnh thì khi số lượng người xem truy
cập vào đông thì chất lượng dịch vụ có thể giảm sút.
Tuy nhiên, hi vọng rằng công nghệ mạng Internet càng ngày càng
phát triển mạnh mẽ đẩy băng thông kết nối cao hơn sẽ góp phần giúp IPTV
khắc phục nhược điểm nói trên và biến nó trở thành công nghệ truyền hình
của tương lai.
1.5 Cấu trúc mạng IPTV.
1.5.1 Mạng tổng quan.

19


Nội dung

Head End

Quản lý

Vận chuyển

Truy nhập

Nhà

Hình 1.1 Mạng tổng thể.
Mạng nội dung: Mạng này cung cấp và giới thiệu nội dung gồm xử lý nội

•

dung truyền trực tiếp, phim truyện VoD (theo điểm) và xử lý, giới thiệu các
ứng dụng gia tăng. Nguồn nội dung truyền hình trực tiếp và phim truyện VoD
không qua hệ thống xử lý nội dung mà được mã hóa để phù hợp với luồng
media theo yêu cầu qua mạng truyền tải đưa các luồng này cung cấp tới các
người dùng đầu cuối.
•
Mạng Head End: Khi triển khai cùng với hệ thống truyền hình vệ tinh số
hoặc cáp số, dịch vụ IPTV yêu cầu một Video head end. Đây là điểm trong
mạng mà tại đó các nội dung tuyến tình (ví dụ: truyền hình quảng bá) hoặc
theo yêu cầu (ví dụ: phim truyện) được bắt và định dạng để phân phối qua
mạng IP. Thông thường, Head end sẽ nhận các chương trình quốc gia thông
qua vệ tinh hoặc trực tiếp từ bộ quảng bá hoặc các bộ cài đặt chương trình,
qua bộ tập hợp. Một số chương trình có thể được lấy thông qua một mạng sợi
trên mặt đất. Một Head end lấy các kênh riêng và mã hóa thành dạng số. Sau
khi mã hóa, mỗi kênh được đóng gói vào IP và gửi qua mạng. Các kênh này

20


thường là luồng Multicast. IP Multicast có ưu điểm là nó cho phép nhà cung
cấp dịch vụ truyền một luồng IP trên kênh quảng bá từ video Head end đến
mạng truy nhập, điều này có lợi khi nhiều khách hàng muốn chỉnh cùng vào
một kênh quảng bá tại cung một thời điểm (ví dụ: hàng ngàn người cùng xem
một sự kiện thể thao, văn hóa.)
•
Mạng quản lý: 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.
•
Mạng truyền tải: Đây là mạng cáp IP, đối với luồng media có thể dùng
phương thức truyền đa hướng (multicast) cũng có thể truyền 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 Ditribution Network) tới địa điểm người dùng đầu
cuối.
•
Mạng truy nhập: là đường truyền tư nhà cung cấp dịch vụ tới từng gia
đình riêng lẻ. Đôi khi mạng truy nhập còn đượccoi là “ chặng cuối“, kết nối
băng rộng giữa nhà cung cấp dịch vụ và gia đình có thể được hoàn thành, sử
dụng các công nghệ khác nhau. Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đang sử
dụng công nghệ DSL (đường dây thuê bao số) để phục vụ các gia đình cá
nhân. Bên cạnh đó họ cũng sử dụng các công nghệ sợi PON (mạng quang thụ
động) để cung cấp băng thông yêu cầu để chạy các dịch vụ IPTV tại nhà
khách hàng. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ đặt một thiết bị (như là DSL modem) tại
khu vực khách hàng để phân phối kết nối Ethernet đến mạng khách hàng.
•
Mạng đầu cuối (còn gọi là mạng gia đình): Theo các nhà khai thác viễn
thông, thì mạng này là mạng tiếp nối băng rộng xDSL, FTTx + LAN hoặc
WLAN.
1.5.2 Kiến trúc các thành phần IPTV.

Các hệ thống IPTV gồm một số thành phần quan trọng (thường
gọi là Ecosystem), tất cả đều ảnh hưởng đến QoS và QoE của dịch vụ IPTV.
Một số thành phần quan trọng nhất như:
21


Bộ mã hóa Video:
Các bộ mã hóa video có nhiệm vụ biến luồng đầu vào với nhiều định
dạng khác nhau thành một luồng nén số. Đầu ra video có thể là dạng MPEG-2
và MPEG-4, AVC hoặc WM VC-1. Các bộ mã hóa video cũng có nhiệm vụ

đóng gói các luồng video vào một định dạng vận chuyển, có thể là lớp thích
ứng ATM hoặc các gói IP. Các bộ mã hóa video thời gian thực mã hóa các
nguồn tín hiệu truyền hình trực tiếp đã từng có giá rất đắt. Nhưng hiện nay giá
thành đã giảm đáng kể, do đó chúng không còn chiếm phần lớn đầu từ trong
Video Head End. Hầu hết bộ mã hóa cho truyền hình trực tiếp nằm trong
Head End cấp quốc gia, tuy nhiên, chúng cũng có mặt trong các Head End
của các chương trình cục bộ. Thuộc tính kỹ thuật chính của các bộ mã video
là chất lượng mã hóa, tỉ lệ nén, các loại thuật toán mã hóa, và hỗ trợ cho ghép
kênh thống kê.
Video Head
end (SHE)

22

Lõi

Biên/ Truy
nhập

Thuê bao


Hình 1.2 Kiến trúc mạng IPTV điển hình.
Video server:
Các video server là các thiết bị trên cơ sở máy tính, kết nối với các hệ
thống lưu trữ lớn. Nội dung video trước đó đã mã hóa, được lưu trữ trên đĩa
hoặc trong các ngân hàng RAM lớn. Các video server xếp luồng nội dung
video và audio qua unicast hoặc multicast tới STB. Video server chủ yếu được
dùng cho VoD. Tuy nhiên, chúng cũng được dùng cho NPVR, cho phép thuê
bao ghi lại nội dung từ xa trên một thiết bị ở phía nhà vận hành. Thuộc tính kĩ

thuật chung của các video server là tính mở rộng, dưới dạng độ lưu trữ, số
lượng luồng, phầm mềm quản lý và các loại giao diện.
Middleware:
Middleware là một cơ sở hạ tầng phần mềm và phần cứng, kết nối các
thành phần của một giải pháp IPTV. Đó là một hệ thống vận hành phân phối
hoạt động trên cả các server tại vị trí nhà cung cấp và tại các STB.
Middleware thực hiện cấu hình đầu cuối, cung cấp cho các video serve, các
đường truyền chỉ dẫn chương trình điện tử (EFG) cùng với nội dung, hoạt
động như là một boot server cho STB đảm bảo rằng mọi STB đều chạy một
phần mềm tương thích. Các thuộc tính kĩ thuật của một Middleware là tính tin
cậy, tính mở rộng, khả năng giao diện với các hệ thống khác.
CAS/DRM:
Hệ thống truy cập có điều kiện (CAS) cho phép thực hiện bảo vệ nội
dung. Trước đây, một mạng video số chuyển mạch không yêu cầu CAS vì
mạng sẽ thực hiện các quyền về nội dung. Về mặt lý thuyết, điều đó sẽ vẫn
đúng nếu thiết bị thực hiện chức năng multicast cũng có thể xác định người sử
dụng có quyền xem nội dung hay không. Trong một số thử nghiệm ban đầu
của IPTV, nội dung không được bảo vệ, tuy nhiên, nội dung này cũng không
được coi là còn mới. Khi IPTV trở thành một xu hướng, các nhà cung cấp nội
dung bắt buộc phải có CAS và quản lý bản quyền số (DRM), DRM không
những điều khiển việc xem chương trình thời gian thực, mà còn điểu khiển
23


những gì diễn ra đối với nội dung sau khi được xem một lần. Nói chung, hầu
hết CAS/DRM là sự kết hợp của việc xáo trộn và mã hóa mật. Nguồn video
được xáo trộn sử dụng từ điều khiển. Từ điều khiển được gửi qua một bản tin
được mã hóa bảo mật tới thiết bị giải mã. Mô đun CAS/DRM trên thiết bị giải
mã sẽ giải mã bảo mật từ điều khiển. Các thuộc tính kĩ thuật CAS/DRM là:
tính mở rộng, khả năng tích hợp với bộ mã hóa, video server và STB.

24


Hộp phối ghép STB:
STB là một thiết bị phía khách hàng, có nhiệm vụ giao diện với người
sử dụng, truyền hình và mạng của nó. Đối với truyền hình và VoD, STB hỗ
trợ một EPG cho phép người sử dụng đi lướt qua các chương trình. STB biến
đổi một tín hiệu nén số đã xáo trộn thành tín hiệu được gửi đến Ti-Vi. STB
làm chủ Middleware và được chỉ định trở thành trung tâm của hạ tầng liên lạc
trong nhà. Thể hệ đầu tiên của STB cung cấp các tính năng tối thiểu (EPG,
giải mã và có thể là một số chức năng ghi hình cá nhận) để giữ cho giá cả
không bị đắt. Các thuộc tính kĩ thuật của một STB là độ tin cậy, hỗ trợ giải
mã, kích cỡ ổ đĩa ngoài, các loại giao diện ngoài. Giá cả của chiếc STB là một
trong những yếu tố quan trọng nhất đối với bất kỳ nhà vận hành IPTV nào. Hệ
thống MPEG-4 trên chip, với mức tích hợp cao, có thể giúp hạ giá thành STB.
1.6 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV.
Một mạng IPTV có thể bao gồm nhiều thành phần cơ bản, nó cung cấp
một cấu trúc chức năng cho phép phân biệt và chuyên môn hóa các nhiệm vụ.
Hình 1.3 trình bày sáu thành phần chính của cấu trúc chức năng được tạo
thành bởi các chức năng sau:
• Cung cấp nội dung.
• Phân phối nội dung
• Điều khiển IPTV
• Truyền dẫn IPTV
• Thuê bao
• Bảo an

25