Nghiên cứu công nghệ streaming và ứng dụng trong thiết bị di động

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

NGUYỄN ĐĂNG ĐẠT

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ STREAMING
VÀ ỨNG DỤNG TRONG THIẾT BỊ DI ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Nguyên 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

NGUYỄN ĐĂNG ĐẠT

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ STREAMING
VÀ ỨNG DỤNG TRONG THIẾT BỊ DI ĐỘNG
Chuyên Ngành : Khoa Học Máy Tính
Mã số

: 60 48 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Giáo viên hướng dẫn: TS. Lê Quang Minh

Thái Nguyên 2015

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
- Luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
- Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực.
- Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.
Tác giả

Nguyễn Đăng Đạt


ii
MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ............................................................................ iv
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ................................................................................. vi
MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1.GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ STREAMING VÀ TỔNG QUAN VỀ
TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG MOBILE TV………………………………………..4
1.1 Giới thiệuchungvề công nghệ Streaming ................................................................ 4
1.2 Tổng quan về truyền hình di động Mobile TV ...................................................... 6
1.2.1 Truyền hình di động Mobile TV ............................................................... 6
1.2.2 Các tiêu chuẩn Mobile TV ....................................................................... 8
1.2.3 Một số tài nguyên đối với Mobile TV ...................................................... 8
1.2.4 Công nghệ Broadcast và Unicast đối với Mobile TV ................................ 9
1.2.5 Mobile TV sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng ................................ 10
1.3 Quá trình Video Streaming và Mobile Multimedia ............................................. 11
1.3.1 Quá trình Video Streaming ..................................................................... 11
1.3.2 Mobile Multimedia................................................................................. 15
1.3.3 Các phần tử của Mobile Multimedia....................................................... 16

1.4 Các loại tệp định dạng Video Streaming và phần mềm xem Video.................. 16
1.4.1 Các loại tệp định dạng Video Streaming................................................. 16
1.4.2 Phần mềm xem Video của một số hãng .................................................. 18
CHƯƠNG 2.MÔ HÌNH KIẾN TRÚC HẠ TẦNG KỸ THUẬT
CHOSTREAMING TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG…………………………….. 22
2.1 Kiến trúc ứng dụng .................................................................................................. 22
2.2 Mô hình phân lớp ..................................................................................................... 23
2.2.1 Phân hệ Web, WAP................................................................................ 23
2.2.2 Phân hệ người dùng cuối (Mobile Client) ............................................... 24
2.2.3 Phân hệ Web cho người dùng (Frontend) ............................................... 25
2.2.4 Phân hệ Module dịch vụ MobileTV........................................................ 26
2.2.5 Phân hệ Streaming.................................................................................. 26
2.2.6 Phân hệ Xử lý media (Media Process) .................................................... 29
2.2.7 Phân hệ Quản lý giám sát ....................................................................... 30
2.3 Kiến trúc dữ liệu ...................................................................................................... 31
2.3.1 Các thành phần dữ liệu chính ................................................................. 31
2.3.2 Kiến trúc trao đổi dữ liệu với các hệ thống khác ..................................... 32
2.4 Kiến trúc vật lý (Cơ sở hạ tầng) ............................................................................. 33
2.5 Các giải pháp kiến trúc khác .................................................................................. 34
2.5.1 Kiến trúc bảo mật ................................................................................... 34


iii
2.5.2 Kiến trúc sao lưu và phục hồi dữ liệu ..................................................... 34
2.5.3 Các giải pháp đối với các yêu cầu đặc biệt khác ..................................... 35
2.6Xây dựng kiến trúc hệ thống Streaming ................................................................ 35
2.6.1 Mô hình tổng quan hệ thống streaming................................................... 35
2.6.2 Phân hệ mã hóa video – mã hóa không trực tuyến (offline encoder) ....... 36
2.6.3 Phân hệ mã hóa trực tuyến (live encode) ................................................ 39
2.6.4 Phân hệ RTSP streaming ........................................................................ 41

2.6.5 Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http adaptive streaming ....... 45
2.6.6 Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http smooth streaming ......... 47
2.6.7 Mô hình quy hoạch mạng ....................................................................... 47
2.6.8 Mô hình cân bằng tải hệ thống ............................................................... 48
2.6.9 Mô hình triển khai hệ thống ................................................................... 48
CHƯƠNG 3.ÁP DỤNG HỆ THỐNG STREAMING CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG
SỬ DỤNG HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID………………………………………..50
3.1 Giới thiệu hệ thống Streaming Server ................................................................... 50
3.2 Các hệ thống Server Streaming phổ biến.............................................................. 51
3.3 Phân tích yêu cầu ..................................................................................................... 51
3.3.1 Yêu cầu người dùng ............................................................................... 51
3.3.2 Yêu cầu hệ thống.................................................................................... 52
3.4 Những khó khăn ....................................................................................................... 52
3.5 Giải pháp triển khai 2 Module Vod và Live ......................................................... 52
3.5.1 Module Vod của Wowza Streaming ....................................................... 52
3.5.2 Module Live của Wowza Streaming ....................................................... 59
3.6 Chạy thử và đối chiếu với một số yêu cầu đề ra .................................................. 66
3.6.1 Tìm kiếm................................................................................................ 66
3.6.2 Cập nhập ................................................................................................ 67
3.6.3 Streaming ............................................................................................... 67
3.6.4 Hướng dẫn cài đặt .................................................................................. 68
3.6.5 Một số vấn đề......................................................................................... 70
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 72


iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 1-1: Mô hình Streaming.................................................................................. 5

Hình 1-2: Hệ thống Video chia làm 6 khối .............................................................. 13
Hình1-3: Quick Time .............................................................................................. 19
Hình1-4: Windows Media ....................................................................................... 20
Hình 2-1: Kiến trúc tổng thể hệ thống ..................................................................... 22
Hình 2-2: Mô hình phân lớp phân hệ Web, WAP .................................................... 23
Hình 2-3: Mô hình phân lớp phân hệ Người dùng cuối............................................ 24
Hình 2-4: Mô hình phân lớp phân hệ Web Frontend. ............................................... 25
Hinh 2-5: Mô hình phân lớp phân hệ Mô đun dịch vụ MobileTV. ........................... 26
Hình 2-6: Mô hình phân lớp phân hệ streaming....................................................... 27
Hinh 2-7: Mô hình phân lớp phân hệ Xử lý media (Media Process). ....................... 29
Hình 2-8: Mô hình phân hệ Quản lý giám sát. ......................................................... 30
Hình 2-9: Các thành phần dữ liệu hệ thống ............................................................. 31
Hinh 2-10: Kiến trúc vật lý hệ thống ....................................................................... 33
Hinh 2-11: Mô hình tổng quan hệ thốngstreaming .................................................. 36
Hinh 2-12:Các Module của phân hệ mã hóa VOD................................................... 36
Hình 2-14: Biểu đồ luồng phân hệ mã hóa trực tuyến (live encoder) ....................... 40
Hinh 2-15: Xác thực yêu cầu ................................................................................... 41
Hinh 2-16: Mô hình luồng dữ liệu VOD Streaming ................................................. 42
Hình 2-17: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ VOD Streaming .................................... 43
Hinh 2-18: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ xem truyền hình (Live Streaming) ......... 44
Hình 2-19: Module đáp ứng yêu cầu ....................................................................... 45
Hình2-20: Mô hình luồng dữ liệu Live Streaming ................................................... 46
Hinh 2-21: Mô hình quy hoạch mạng ...................................................................... 47
Hình2-22: Mô hình cân bằng tải .............................................................................. 48
Hình 2-23: Mô hình triển khai ................................................................................. 49
Hình 3-1: Khả năng tự điều chỉnh chất lượng video dựa theo tốc độ mạng và theo
thiết bị đầu cuối...................................................................................... 50
Hình 3-2: Hai chức năng chính của Wowza Streaming là Live và Vod ................... 51
Hình 3-3: Mô hình hoạt động của phần mềm........................................................... 53
Hình 3-4: Các chức năng của phần mềm học tiếng Anh .......................................... 54

v
Hình 3-5: danh sách Video được lấy về từ website quản lý bài học ......................... 55
Hình 3-6: xem Video được streaming từ module Vod của Wowza server ................ 55
Hình 3-7: Giao diện quản lý Vod ............................................................................ 57
Hình 3-8: Cấu hình các giao thức hỗ trợ .................................................................. 58
Hình 3-9: Cấu hình bảo mật .................................................................................... 59
Hình 3-10: mô hình hoạt động của phần mềm DemoLive........................................ 60
Hình 3-11: Đăng ký tài khoản ................................................................................. 61
Hình 3-12: Thư viên Video Streaming .................................................................... 62
Hình 3-13: xem hình ảnh được truyền từ camera lên Wowza thông qua trình duyệt. ...... 65
Hình 3-14: Video thu được từ Camera trên điện thoại ............................................. 65
Hình 3-15: lựa chọn chất lượng Video truyền lên server ......................................... 66
Hình 3-16: Xem hình ảnh Live camera thông qua phần mềm VLC player ............... 66
Hình 3-17: Tìm kiếm Video. ................................................................................... 66


vi
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Tiếng Anh
Thuật ngữ

Định nghĩa

VOD

Video on demand – Video được khách hàng yêu cầu

SMPP

Short Message Peer to Peer – Tin nhắn được đẩy từ hệ
thống MobileTV đếm sms gateway để gửi tới cho khách
hàng

LIVETV

Các kênh Chương trình truyền hình được phát trên hệ
thống.

SMSC

Tổng đài quản lý tin nhắn

iVTSS

Mô đun streaming cho iPhone/iPad

Offline encoder

Mô đun mã hóa tệp video cho các dòng điện thoại di động 3G

Live encoder

Mô đun mã hóa tín hiện truyền hình thành các tín hiệu phú
hợp với các dòng điện thoại di động 3G

DSS

Darwin máy chủ chạy Streaming – Một open source phục

vụ cho việc phát triển VTSS mô đun, làm nhiệm vụ phân
phát tín hiệu tới các máy điện thoại 3G

VTSS

Mô đun Streaming cho các dòng điện thoại sử dụng giao
thức RTSP để nhận tín hiệu media.

CMS

Content management system – Hệ thống quản trị nội dung
cho phép người quản trị quản lý hệ thống

MVC

Model – View – Controller: Mô hình phát triển phầm mềm

Wap/Wapsite

Trang dành cho di động thực hiện truy cập vào hệ thống

MobileTV Service

Cung cấp các API giao tiếp với cơ sở dữ liệu cho các mô
đun trong hệ thống

SMS service

Cung cấp các API giao tiếp với sms gateway

Media Process

Khối mã hóa – giản mã tín hiệu để chuyển thành luồng tín
hiệu đến khối Streaming. Gồm có offline encoder và live
encoder.

Streaming

Là khối thực hiện giao tiếp với client thực hiện gửi tín hiệu
media đến client.

HLR

Home location register - Thực hiện nhận dạng thuê bao
2G/3G


vii
Thuật ngữ
M&M Server

Định nghĩa
Mô đun thực hiện giám sát các mô đun trong hệ thống rồi
ghi log cảnh báo

M&M Client

Thực hiện đọc log cảnh báo của M&M Server rồi thực hiện
gửi tin nhắn cảnh báo tới người vận hành hệ thống khi có
sự cố.

Administrator

Người quản trị hệ thống

Content Provider

Nhà cung cấp nội dung số cho hệ thống

Profile

Thông tin về các chuẩn mã hóa (codec) của các dòng máy
điên thoại

BCCS

Billing and custumer care system – Hệ thống trừ tiền khách
hàng.


1
MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Hiện nay, mạng viễn thông di động công nghệ streaming đã phát triển chín
muồi trên toàn thế giới. Tính trên toàn thế giới, đến cuối năm 2010, số lượng thuê bao di
động ước tính vào khoảng trên 5 tỷ, trong đó số lượng thuê bao cũng hơn 500 triệu và con
số này đang có xu hướng tăng lên nhanh chóng. Song hành với sự tăng trưởng này là nhu
cầu sử dụng các dịch vụ giá trị gia tăng ứng dụng trên hạ tầng mạng di động của thuê bao.
Cùng với dịch vụ truy nhập Internet (mobile Internet), Cuộc gọi thấy hình (Video Call),
VoIP và Chat (IM), thì dịch vụ Truyền hình streaming (Streaming Video) là một trong

những dịch vụ được nhiều thuê bao di động quan tâm và sử dụng.
Theo khảo sát, dịch vụ Truyền hình streaming (Video Streaming) là một trong
những dịch vụ phổ biến tại Mỹ với các nhà khai thác như Cingular, Alltel, tại Canada
có Bell Canada, Rogers và TELUS Mobility, tại Vương Quốc Anh với Orange
UK,v.v…với hơn 40 kênh như truyền trực tiếp cũng như Video theo yêu cầu. Doanh
thu mang lại từ loại hình dịch vụ này cũng đáng kể, ngay từ những năm 2006, dịch vụ
này đã có giá thuê bao là 9,99 USD/1 tháng, giá này có thể tăng lên tùy thuộc vào tốc
độ tải dữ liệu đăng ký. Các kênh trong dịch vụ này bao gồm MSNBC, ABC News
Now, CNN, Fox News, Fox Sports, ESPN 3GTV, CNBC, CSPAN, kênh Discovery,
TLC và một số các kênh khác.
Các tổ chức tiêu chuẩn hóa trên thế giới như ISO/IEC, ITU-T, ETSI cũng đã và
đang nghiên cứu, xuất bản nhiều tiêu chuẩn liên quan đến dịch vụ truyền hình streaming.
Viễn thông Việt Nam đã đến giai đoạn bão hòa về số lượng thuê bao cùng với
đó là sự phát triển rầm rộ của các dịch vụ giá trị gia tăng VAS. Hiện nay các công ty
viễn thông lớn ở Việt Nam đã được cấp phép để cung cấp dịch vụ 3G cho khách
hàng, mở ra cho người dùng khả năng truy xuất với băng thông rộng hơn, dung lượng
đường truyền cao hơn. Vấn 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.
Hệ thống truyền hình di động Streaming là một trong những dự án chiến lược
của các nhà cung cấp dịch vụ 3G. Mục tiêu của dự 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.


2
Hệ thống Streaming bao gồm các phân hệ mã hóa video – offline encode, và
mã hóa trực tuyến - live encode và các phân hệ streaming theo giao thức rtsp/http,

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 thiết bị di động khác nhau trên thị trường với chất lượng tốt nhất
theo băng thông mạng 3G.
Với ý nghĩa đó, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu công nghệ Streaming và ứng
dụng trong thiết bị di động” để làm đề tài luận văn tốt nghiệp.
Mục đích nghiên cứu
Việc thực hiện đề tài nói trên nhằm đạt được các mục đích sau:
 Nghiên cứu các chuẩn mã hóa - code cho các thiết bị di động, các chuẩn
giao tiếp cho streaming theo giao thức rtsp, http.
 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.
 Xây dựng mô hình để đề mô ứng dựng cho thiết bị di động (phần mềm học
tiếng Anh).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng 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

b) Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài chủ yếu tập trung vào dịch vụ truyền hình di động.


3
Vì đây là dịch vụ mang nhiều nền tảng công nghệ streaming nhất. Các dịch vụ VAS khác
thường là tập con của dịch vụ này bằng cách bớt đi các tính năng của dịch vụ này.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu nền tảng công nghệ Streaming 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.
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.
Mô tả luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được chia thành 3
chương:
Chương 1: Giới thiệu về công nghệ Streaming và tổng quan về truyền
hình di động Mobile TV
 Giới thiệu chung về công nghệ Streaming
 Tổng quan về truyền hình di động Mobile TV
 Quá trình Video Streaming và Mobile Multimedia
 Các loại tệp định dạng Video Streaming và phần mềm xem Video
Chương 2: Mô hình kiến trúc hạn tầng kỹ thuật cho Streaming trên thiết
bị di động
 Kiến trúc ứng dụng
 Kiến trúc dữ liệu
 Kiến trúc vật lý
 Một số phương thức phân luồng Video

 Xây dựng kiến trúc hệ thống streaming
Chương 3: Áp dụng xây dựng hệ thống xem video trực tuyến trên hệ điều
hành Android.
 Tổng quan các nghiệp vụ bài toán, khái quát các đặc điểm hệ thống
 Cài đặt thử nghiệm và đưa ra kết quả
Kết luận và kiến nghị
 Tổng kết các vấn đề
 Đưa ra đề xuất hướng phát triển tiếp theo, ứng dụng, cải tiến
Tài liệu tham khảo


4
CHƯƠNG 1.
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ STREAMING VÀ TỔNG QUAN VỀTRUYỀN
HÌNH DI ĐỘNG MOBILE THÀNH VIÊN

1.1 Giới thiệuchungvề công nghệ Streaming
Video là một loại dữ liệu đa phương tiện, chủ yếu phục vụ cho truyền thông
hoặc cho nhu cầu giải trí của con người trong nhiều thập niên.Trong thời kỳ đầu
video được xử lý và truyền dưới dạng tín hiệu tương tự (analog).Với sự phát triển
không ngừng của mạch điện tử và máy tính dẫn đến số hóa Video và mở ra một cuộc
cách mạng về nén và truyền thông Video.Sự phát triển và phổ biến của Internet giữa
những năm 90 đã định hướng truyền thông Video qua mạng chuyển mạch gói best –
effort. Video qua mạng Internet gặp phải rất nhiều yếu tố bất lợi về băng thông, độ trễ
và mất gói tin, cùng với một số vấn đề như làm thế nào để chia sẻ tài nguyên mạng
giữa các luồng hay làm thế nào có thể triển khai hiệu quả phương thức truyền thông
một – nhiều. Từ đó đã có rất nhiều giải pháp được nghiên cứu và phát triển nhằm
khắc phục những vấn đề này. Video Streaming được định nghĩa là một “dòng chảy”
video, nghĩa là dữ liệu Video được truyền liên tục từ một nguồn đến một đích nào đó
thông qua Internet.

Video Streaming thường được sử dụng trong lĩnh vực giải trí hoặc dạy học,
dùng để lưu trữ các tập tin Video hoặc các bài học, cung cấp cho người dùng các tiện
ích như tìm kiếm, liệt kê và khả năng hiển thị hoặc hiển thị lại các dữ liệu Video theo
yêu cầu.Với các định dạng tập tin Video truyền thống, dữ liệu chỉ có thể hiển thị khi
đã được tải về (download) toàn bộ, vì vậy đối với các tập tin Video chất lượng cao có
dung lượng lớn thì công việc này sẽ tiêu tốn rất nhiều thời gian. Video Streaming tiết
kiệm thời gian cho người dùng bằng cách sử dụng các công nghệ giải nén kết hợp với
hiển thị dữ liệu đồng thời trong lúc vẫn tiếp tục tải Video về.
Quá trình này được gọi là kỹ thuật đệm (buffering):
- Thay vì được gửi một lần duy nhất, dữ liệu Video Streaming sẽ được
chiathành từng gói nhỏ, sau đó liên tục truyền những phần được chia ra.
- Ban đầu bên nhận sẽ lấy về một phần chia nhỏ của dữ liệu Video và hiển thị
những phần Video đã nhận được, đồng thời trong lúc hiển thị các gói dữ liệucòn lại sẽ
lần lượt được lấy về để kịp cho việc hiển thị tiếp theo.


5

Hình 1-1: Mô hình Streaming
Video Streaming được thể hiện dưới hai dạng:
- Video theo yêu cầu (on demand): là các dữ liệu Video được lưu trữ trên
máy chủ đa phương tiện và được truyền đến người dùng khi có yêu cầu, ngườidùng
có toàn quyền để hiển thị cũng như thực hiện các thao tác (tua, dừng,quay lại…) với
các đoạn dữ liệu này.
- Video thời gian thực (live event): là các dữ liệu Video được biến đổi trực
tiếp từ các nguồn cung cấp dữ liệu theo thời gian thực (máy camera, microphone,thiết
bị phát dữ liệu Video…).
Streaming Video tiết kiệm thời gian cho người dùng bằng cách sử dụng các
công nghệ giải nén kết hợp với “phần mềm đa phương tiện” hiển thị dữ liệu đồng thời
với quá trình download (diễn ra song song). Quá trình này được gọi là buffering và có

thể được diễn giải là thay vì được gửi một lần duy nhất dữ liệu Streaming sẽ được
truyền đi thành các gói nhỏ. Ban đầu “phần mềm đa phương tiện” sẽ lấy về một phần
chia nhỏ đó của dữ liệu video trước khi hiển thị, đồng thời trong lúc hiển thị các gói
dữ liệu còn lại sẽ lần lượt được lấy về để kịp cho việc hiển thị tiếp theo.
Việc truyền các Streaming Video, Audio qua mạng internet sẽ phụ thuộc rất
nhiều vào các sản phẩm phần mềm dành cho máy chủ Video/Audio Streaming và
máy người dùng Streaming. Trong những năm gần đây có rất nhiều các chuẩn công
nghệ Streaming được phát triển với các “phần mềm đa phương tiện”: Emblaze,
Liquid Audio, Macromedia Shockwave, Microsoft Windows Media, RealNetworks
RealMedia, VDOLive, Vosiac, Audioactive, Apple QuickTime. Một vấn đề lớn được
đặt ra cùng với sự phát triển của các công nghệ streaming là sự gia tăng của các định
dạng dữ liệu riêng và sự không tương thích của chúng. Hiện tại các định dạng
Video/Audio Streaming chỉ giới hạn bởi ba công ty được coi là dẫn đầu trong công
nghệ Streaming với các sản phẩm: Apple với QuickTime, RealNetworks với


6
RealMedia, và Microsoft với Windows Media. Các hãng này đều cung cấp các bộ
công cụ trọn gói gồm máy chủ Streaming (lưu trữ, truyền phát dữ liệu theo các giao
thức hỗ trợ ...), “phần mềm đa phương tiện” (hiển thị dữ liệu tại phía người dùng), và
công cụ kiến tạo dữ liệu với các chuẩn nén.
Công nghệ Streaming sử dụng các giao thức RTP, MMS, HTTP…. để truyền
dữ liệu qua mạng Internet, đồng thời sử dụng các chuẩn nén để giảm dung lượng dữ
liệu, cung cấp khả năng nén dữ liệu tại nhiều mức nén, nhiều kích thước hiển thị để
có thể phù hợp với độ rộng băng thông của nhiều mạng truyền dẫn để tối ưu hoá việc
truyền dữ liệu qua mạng.
1.2 Tổng quan về truyền hình di động Mobile TV
1.2.1 Truyền hình di động Mobile TV
Truyền hình di động (Mobile TV) là công nghệ mã hoá và truyền dẫn các
chương trình truyền hình hoặc Video để có thể thu được trên các thiết bị di động như điện

thoại di động, các thiết bị hỗ trợ số cầm tay (PDA), các thiết bị đa phương tiện vô tuyến, các
máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di động. Đối với Mobile TV, người xem
có thể truy nhập các chương trình truyền hình trong khi di chuyển. Các chương trình truyền
hình có thể được truyền tải dòng (Streaming) tới máy di động để xem ở tốc độ giống như khi
được phát hoặc các chương trình có thể được xem với trễ thời gian hoặc có thể được ghi lại
toàn bộ giống như băng cassette Video hoặc đĩa DVD. Mobile TV không chỉ cho phép
truyền dẫn một chiều thông thường mà còn cho phép truyền tín hiệu truyền hình tương tác
nhờ sử dụng các kênh phản hồi cung cấp bởi mạng tế bào. Các chương trình có thể được
phát ở chế độ quảng bá (broadcast) trong một vùng phủ sóng hoặc phát tới một người sử
dụng theo yêu cầu (chế độ unicast) hoặc có thể phát tới một nhóm người sử dụng (chế
độmulticast).
Các công nghệ truyền hình truyền thống được thiết kế đối với các máy thu cố định,
có kích thước màn hình lớn trong đó công suất tiêu thụ không là vấn đề quan trọng. Trong
khi đó các máy thu di động có công suất pin hạn chế, kích thước màn hình nhỏ, anten nhỏ
được tích hợp ở bên trong máy và có bộ nhớ giới hạn, hơn nữa máy thu có thể chuyển động
với tốc độ lên tới 200 km/h. Do đó, Mobile TV là công nghệ được thiết kế để đáp ứng được
các yêu cầu truyền dẫn tín hiệu truyền hình trong môi trường vô tuyến di động có băng
thông hạn chế, máy thu đầu cuối di động có công suất pin tiêu thụ nhỏ kích thước màn hình
nhỏ, và giới hạn về tốc độ làm tươi . Các ảnh hưởng quan trọng của môi trường vô tuyến di
động bao gồm truyền dẫn đa đường, fading, và hiệu ứng Doppler; trong khi đó hạn chế của
máy thu di động là công suất pin nhỏ và anten tích hợp bên trong có độ tăng ích nhỏ. Các


7
công nghệ Mobile TV đã được phát triển để khắc phục các hạn chế của môi trường truyền
dẫn tín hiệu truyền hình di động cũng như các hạn chế của máy thu tín hiệu truyền hình di
động nói trên. Các yêu cầu về mặt công nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình di
động là:
- Truyền dẫn theo khuôn dạng lý tưởng phù hợp với các thiết bị truyền hình di động,
ví dụ các độ phân giải QCIF (176 X 144 pixels), CIF (352 X 288 pixels),hoặc QVGA (320

X 240 pixels) với mã hoá hiệu quả cao;
- Công nghệ tiêu thụ công suất thấp;
- Thu nhận tín hiệu ổn định khi di động;
- Chất lượng hình ảnh rõ nét mặc dù bị tổn hao tín hiệu do fading và hiệu
ứng đa đường;
- Hỗ trợ di động ở tốc độ lên tới 250 km/h hoặc cao hơn;
Hiện nay có hai phương pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động.Phương
pháp thứ nhất là phát qua mạng tế bào hai chiều và phương pháp thứ hai là phát qua mạng
quảng bá dành riêng, một chiều. Mỗi phương pháp có các ưu nhược điểm riêng:
- Phát tín hiệu truyền hình qua mạng tế bào có ưu điểm là sử dụng được cơ
sở hạ tầng mạng đã được thiết lập, do đó sẽ giảm chi phí triển khai. Đồng thời, nhà khai thác
đã có sẵn thị trường truy nhập tới các thuê bao hiện tại, các thuê bao này chỉ cần đăng ký
dịch vụ truyền hình di động mà họ muốn sử dụng.Nhược điểm chính khi phát tín hiệu truyền
hình qua các mạng tế bào (2G hoặc 3G) là vấn đề băng thông hạn chế, điều này có thể làm
giảm chất lượng các dịch vụ thoại truyền thống. Tốc độ dữ liệu cao của truyền hình di động
có thể làm giảm dung lượng của mạng tế bào. Hơn nữa để thu được tín hiệu truyền hình di
động máy đầu cuối cũng cần được thay thế và thiết kế lại (các vấn đề như kích thước màn
hình, cường độ tín hiệu thu, công suất pin và khả năng xử lý là các vấn đề cần xem xét khi
thiết kế máy thu). Nhiều nhà khai thác dịch vụ di động 2G và hầu hết các nhà cung cấp dịch
vụ 3G đang cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và dòng truyền tải video. Các dịch vụ này
phát ở chế độ unicast với dung lượng truyền dẫn giới hạn và được xây dựng trên nền các
công nghệ sử dụng hệ thống tế bào như GSM , WCDMA hoặc CDMA2000. Một ví dụ về
công nghệ được thiết kế trên nền mạng 3G là công nghệ phát dịch vụ broadcast và multicast
đa phương tiện (M BM S), hệ thống này có thể hoạt động ở chế độ unicast hoặc multicast.
MBMS được thiết kế bởi dự án hiệp hội 3G (3GPP) để phát các dịch vụ truyền hình di
động qua mạng GSM và mạng WCDMA. M BMS hoạt động ở băng thông 5 M Hz
WCDMA, hỗ trợ sáu dịch vụ truyền tải dòng quảng bá thời gian thực, song song, mỗi
dịch vụ có tốc độ 128 kbit/s, trên kênh vô tuyến có băng thông 5 MHz.

8
- Các hệ thống Mobile TV dành riêng được thiết kế để tối ưu hoá sự phân
phát tín hiệu truyền hình di động. Các hệ thống này có thể phát trên mặt đất, phát
qua vệ tinh hoặc kết hợp cả mặt đất và vệ tinh. Một trong những ưu điểm chính của các hệ
thống Mobile TV dành riêng là nội dung Mobile TV có thể được phát quảng bá tới nhiều
người sử dụng đồng thời. Nhược điểm của các hệ thống này là yêu cầu đầu tư đáng kể vào
cơ sở hạ tầng mạng và các lựa chọn nội dung bị hạn chế.
Các công nghệ Mobile TV cạnh tranh nhau để đạt được thị phần chia sẻ thị như vậy,
Mobile TV được phân loại thành Mobile TV dựa trên các mạng 3G, các mạng quảng bá mặt
đất và vệ tinh, và các mạng vô tuyến băng rộng. Đối với mạng 3G, các dịch vụ được chia
thành chế độ quảng bá, multicast và chế độ unicast. Tất cả các công nghệ trên đều đang tiếp
tục được phát triển do sự phát triển của các dịch vụ truyền hình di động.
1.2.2 Các tiêu chuẩn Mobile TV
Mobile TV có khoảng trên 30 loại khuôn dạng file âm thanh gồm dạng các
file đơn giản có đuôi .wav, .mpg, Real, QuickTime, Windows M edia 9 và các khuôn dạng
file khác. Video có khoảng 25 khuôn dạng khác nhau từ các file Video không nén đến file
nén có khuôn dạng M PEG-4, M PEG-4-AVC/H.264. Video có thể có một dải rộng độ phân
giải, kích thước khung và tốc độ. Các tiêu chuẩn được sử dụng làm nền tảng chung cho việc
phân phát các dịch vụ Mobile TV. Các tiêu chuẩn có thể khác nhau dựa trên công nghệ
nhưng đã đạt được sự thống nhất chung. Điều này đòi hỏi các nhóm phải làm việc cùng
nhau. Các nhóm này bao gồm các nhà thiết kế chip, các nhà chế tạo để vận hành hệ thống,
các nhà thiết kế phần mềm ứng dụng, các nhà thiết kế và sản xuất máy đầu cuối, các nhà
phát triển phần mềm, cộng đồng quảng bá tín hiệu truyền hình, các nhà khai thác mạng 3G,
và các nhà khai thác tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh. Ngoài ra, việc tiêu chuẩn hoá
cũng liên quan đến ngành công nghiệp chế tạo nội dung để thiết kế nội dung âm thanh và
Video cho các máy đầu cuối di động, ngành công nghiệp di động tế bào để thiết lập các hệ
thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động và nhiều ngành công nghiệp khác. Các tiêu
chuẩn Mobile TV được tổng kết trong khuyến nghị ITU-R BT.1833, ngoài các tiêu chuẩn
trong khuyến nghị này, còn có các công nghệ truyền hình di động đã được tiêu chuẩn hoá và
được triển khai ở nhiều nước trên thế giới như công nghệ VSB tiên tiến, hệ thống quảng bá

đa phương tiện di động ở Trung Quốc (CMM B).
1.2.3 Một số tài nguyên đối với Mobile TV
Đối với Mobile TV, một nguồn tài nguyên chung quan trọng là phổ tần số. ỞAnh và
Mỹ phổ tần số dành cho truyền hình truyền thống nằm trong dải VHF vàUHF.Ở Anh công
ty BT Movio đã sử dụng phổ tần dành cho quảng bá âm thanhsố(DAB) để phát tín hiệu


9
truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn DAB-IP.Ở HànQuốc phổ tần DAB dành cho các
dịch vụ vệ tinh được sử dụng để phát dịch vụtruyền hình di động theo khuôn dạng tín
hiệu quảng bá đa phương tiện số qua vệtinh (DM B-S). Hàn Quốc cũng cho phép sử
dụng phổ tần VHF đểcung cấp dịch vụtruyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá
đa phươngtiện số mặt đất (DVBT). Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các
máycầm tay (DVB-H) là mộttiêu chuẩn được thiết kế sử dụng các mạng DVB-T đểphát
các dịch vụ DVB-H vàsử dụng chung phổ tần của DVB-T. Ở Mỹ, Modeo,nhà khai thác
DVB-H, đã thiếtlập một mạng hoàn toàn mới dựa trên DVB-H sửdụng băng tần L ở
1670 MHz;HiWire, một nhà khai thác khác sử dụng phổ tần700 MHz để phát dịch vụ
DVB-H.
1.2.4 Công nghệ Broadcast và Unicast đối với Mobile TV

1.2.4.1 Công nghệ Broadcast
Công nghệ cung cấp tới nhiều người sử dụng cùng nội dung ở cùng thời
điểm được gọi là broadcast, ví dụ như sự quảng bá tín hiệu truyền hình tươngtự và
radio. Công nghệ này có tính cá nhân thấp vì tất cả người sử dụng đềuthuđược cùng
nội dung. Tuy nhiên, công nghệ này phù hợp với thị trường vì không bịhạn chế kỹ
thuật về số lượng người sử dụng có thể thu nội dung ở cùng thời điểm.Các công nghệ
quảng bá phát tín hiệu truyền hình di động gồm: MBMS,DMB-T, DM B-S, DVB-H,
ISDB-T, ISDB-S, DAB, DAB-IP và MediaFLO. Nhưvậy, công nghệ quảng bá được
sử dụng tốt nhất để phân phát hiệu quả các kênhtruyền hình phổ biến tới số lượng lớn
người sử dụng trong một vùng địa lý nhấtđịnh.

1.2.4.2 Công nghệ Unicast
Công nghệ cung cấp tín hiệu truyền hình di động theo chế độ một-tới-một
được gọi là unicast. Công nghệ này có tính cá nhân cao vì mỗi người sử dụng chỉ xem
dòng truyền tải Unicast của mình.Unicast cũng có ưu điểm là các nguồntàinguyên
mạng chỉ được sử dụng khi một người sử dụng kích hoạt việc sử dụng dịchvụ.Hơn
nữa, với Unicast, mạng có thể tối ưu về mặt truyền dẫn đối với mỗi ngườisử dụng
đơn lẻ. Tuy nhiên các mạng Unicast bị hạn chế về số lượng người sử dụngđược hỗ trợ
bởi vì nguồn tài nguyên là hữu hạn vì băng thông hạn chế. Ví dụ, truyềntải dòng
video của một sự kiện thể thao như bóng đá, bóng chuyền… có thể đượclựa chọn bởi
hàng trăm nghìn người sử dụng, điều này làm cho nguồn tài nguyênmạng bị cạn
kiệt.Các tốc độ truyền dẫn ở các mạng tế bào UMTS điển hình là 64kbps (chuyển
mạch kênh, CS), hoặc 220-320 kbps (chuyển mạch gói, PS). Cácmạng GPRS cung
cấp tốc độ trong khoảng 30-40 kbps (PS), các mạng EDGE có tốcđộ điển hình trong


10
khoảng 100-130 kbps (PS) và HSDPA có thể đạt tốc độ từ 550-1100 kbps (PS). Mặc
dù bị giới hạn về băng thông, công nghệ Unicast phù hợp choviệc cung cấp dịch vụ
video theo yêu cầu và sự tương tác cho các dịch vụ truyềnhình di động.
1.2.5 Mobile TV sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng

1.2.5.1 Mobile TV sử dụng công nghệ Wifi
Các mạng WiFi (802.11x) đã trở nên phổ biến trong việc cung cấp dịch vụ
truy nhập Internet. Các mạng WiFi ngày nay đang được sử dụng nhiều trong các
khu vực công cộng như các toà nhà, quán càfê, bệnh viện, khách sạn, sân
bay…WiFi cho phép truyền dẫn ở tốc độ cao hơn so với các mạng di động. Tiêu
chuẩn WiFi 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 11 Mbps, trong khi đó tiêu
chuẩnWiFi 802.11g tương thích với 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 54 Mbps.
Dotruyền dẫn dữ liệu ở tốc độ cao, WiFi được xem là một phương thức để truyền

dẫntín hiệu truyền hình di động. Với WiFi người sử dụng di động có thể tải các
nộidung truyền hình qua Internet sử dụng máy di động cầm tay. Nội dung có thể
đượcxem không trực tuyến sau đó. WiFi có chi phí hiệu quả vìkhông yêu cầu giấy
phépmạng, và tương đối rẻ để triển khai. Tuy nhiên vẫn còntồn tại các vấn đề cần
giảiquyết như chuyển vùng giữa mạng WiFi và các mạngtế bào, vấn đề tính cước…

1.2.5.2 Mobile TV sử dụng công nghệ Wimax
Công nghệ WiMAX là công nghệ cho phép truyền dẫn các dịch vụ dữ
liệutrong một vùng phủ rộng hơn so với WiFi. WiMAX có thể cung cấp dung
lượngcao hơn và do đó đắt hơn so với WiFi. WiM AX rất phù hợp để truyền dẫn
Video vànội dung đa phương tiện. WiM AX có thể cung cấp dịch vụ truy nhập
Internet vôtuyến tốc độ cao khi máy thu đang chuyển động thậm chí lên tới tốc độ
60 km/h.Các ứng dụng điển hình của WiMAX là âm thanh và Video theo yêu cầu.
VớiWiMAX, người sử dụng di động có thể tải về hoặc xem dòng Video trực tiếp
khiđang di chuyển trên tàu, ôtô…WiMAX hỗ trợ sự chuyển vùng giữa mạng WiM
AXvà các mạng di động, các máy cầm tay di động có thể chuyển từ mạng di động
tớicác kết nối vô tuyến. Tuy nhiên, nhược điểm của WiMAX là việc sử dụng dải
phổtần số cần được cấp phép, không giống như WiFi.WiMAX có thể cung cấp tốc
độcao hơn 20 Mbps và vùng phủ rộng toàn thành phố với một số ít máy phát.
WiMAXđược đặc tả bởi hai tiêu chuẩn: WiMAX truy nhập vô tuyến cố định
(IEEE 802.16d)có thể cung cấp tốc độ dữ liệu trong khoảng70-100 M bps. IEEE
802.16d sử dụngcông nghệ điều chế OFDM đa sóng mang (256 sóng mang) và kỹ
thuật truy nhậpOFDMA với 2048 sóng mang để khắc phục các ảnh hưởng của


11
fading đa đường vàfading chọn lọc theo tần số. WiMAX truy nhập vô tuyến cố
định đã được triển khaiở Châu Âu, Mỹ, Singapore, Hồng Kông và nhiều nước
khác. Trong khi đó WiMAXdi động (IEEE 802.16e) sử dụng điều chế OFDMA có
thể cung cấp tốc độ dữ liệulên tới 15 Mbps trong phạm vi 10 km, cho phép máy

cầm tay di chuyển ở tốc độ lêntới 150 km/h. WiMAX di động là công nghệ tiềm
năng cung cấp các dịch vụ đaphương tiện với các lý do sau:
- Đa số các công nghệ phân phát đa phương tiện di động dựa trên chế độ
IPUnicast hoặc Multicast, ví dụ như các dịch vụ MBM S multicast; DVB-H với IP
datacasting; DAB-IP…
- Các công nghệ WiMAX cung cấp môi trường để phân phát dịch vụ đa
phương tiện trên nền IP, và được xem là công nghệ tiềm năng khi phổ tần của
cácmạng 3G và DVB-H hạn hẹp.
- Các máy điện thoại di động đã bắt đầu cung cấp các giao diện WiFi
(802.16b), WiMAX hoặc WiBro (tiêu chuẩn vô tuyến băng rộng được phát triển
bởiViện nghiên cứu điện tử và viễn thông Hàn Quốc ETRI).
- Các ứng dụng khả dụng có thể cung cấp dịch vụ Mobile TV trên nền
WiMAX

hoặc

vô

tuyến

băng

rộng

với

sự

tương

thích

toàn

cầu.

Ưu điểm của WiMAX và WiFi là chúng đều cung cấp chế độ Unicast điểmtới-điểm
cũng như phát nội dung quảng bá trong một mạng. Điều này làm cho
WiMAX và WiFi phù hợp để cung cấp các dịch vụ quảng bá truyền hình di
động,truyền tải dòng Video và Video theo yêu cầu với sự tương tác đối với người sử
dụng di động.
1.3 Quá trình Video Streaming và Mobile Multimedia
1.3.1 Quá trình Video Streaming
Với Video Streaming máy tính của người sử dụng không phải tải toàn bộ Video
về cùng một lúc. Để thực hiện tăng tốc độ lần tải về, tại bất kỳ thời điểm nào máy tính
chỉ cần tải về một phần thông tin của Video. Với kỹ thuật này, chúng ta cần một máy chủ
đặc biệt kiểm soát việc cung cấp các nội dung Video, để bất kỳ phần nào của đoạn Video
được lưu trữ trên máy chủ đều có thể được truy cập bất kỳ lúc nào.
Khi các dữ liệu đa phương tiện như Audio, Video ngày càng phổ biến trên
mạng, đặc điểm dữ liệu đa phương tiện là có dung lượng lớn nhưng tốc độ mạng
Internet hiện nay còn hạn chế, do đó phương thức và vấn đề truyền tải dữ liệu đến
người dùng đóng vai trò quan trọng trong sự thành công trong việc kinh doanh các
nội dung này. Có rất nhiều nghiên cứu nhằm tối ưu hóa phương thức truyền dữ liệu


12
đa phương tiện nhưng hiện tại chỉ có hai cách thức cơ bản để xem Media trên mạng
Internet là Downloading và Streaming:
- Downloading: khi Download một tệp tin (file) thì toàn bộ file được lưu trên
máy tính của người dùng,những file này người dùng có thể mở và xem sau đó.

Phương thức này có ưu điểm như là truy xuất nhanh đến các đoạn khác nhau trong
file nhưng có một nhược điểm lớn đó là người dùng phải chờ cho toàn bộ file được
Download về trước khi có thể xem được. Nếu như file có dung lượng nhỏ thì điều
này không có quá nhiều bất tiện, nhưng với file có dung lượng lớn hoặc bài trình diễn
dài thì nó có thể gây ra nhiều khó chịu. Ngoài ra, hiện nay, với sự bùng nổ của
Internet thì số lượng dữ liệu trên mạng Internet là rất lớn nên việc lưu trữ các file này
vào máy tính của mình cũng có những hạn chế nhất định.
- Streaming: phương thức Streaming làm việc có một chút khác biệt. Người
sử dụng có thể bắt đầu xem file ngay khi nó bắt đầu được Download. File được gửi
đến người sử dụng trong các chuỗi liên tiếp và người sử dụng xem nội dung ngay khi nó
đến mà không phải chờ đợi. Phương thức này cũng có ưu điểm là có thể được sử dụng để
truyền tải các sự kiện trực tiếp. Với các định dạng file Video, Audio truyền thống, dữ
liệu chỉ có thể hiển thị khi đã được Download toàn bộ, vì vậy đối với các file video chất
lượng cao có dung lượng lớn thì công việc này sẽ tiêu tốn rất nhiều thời gian.
- Progressive Download and Play: Đây là công nghệ lai giữa hai công nghệ
trên. Trong công nghệ này, Video sẽ được chia nhỏ ra thành nhiều frame, chương
trình phát Video (player) sẽ hiện thị ngay những gói vừa được tải về và lưu trữ dữ
liệu đó ở bộ nhớ đệm của máy. Khi tua lại những đoạn Video mà đã tải về, Player sẽ
lấy dữ liệu từ bộ nhớ đệm để tải lên.
Video Streaming sử dụng các giao thức RTSP, MMS, HTTP… để truyền
dữ liệu theo dạng luồng qua mạng Internet, đồng thời sử dụng các chuẩn nén để
giảm dung lượng dữ liệu, cung cấp khả năng nén dữ liệu tại nhiều mức nén, nhiều
kích thước hiển thị để có thể phù hợp với độ rộng băng thông của nhiều mạng
truyền dẫn để tối ưu hoá việc truyền dữ liệu qua mạng. Cũng chính vì vậy việc
truyền các Video Streaming qua mạng sẽ phụ thuộc rất nhiều vào các sản phẩm
phần mềm máy chủ luồng Video. Hiện nay, có rất nhiều chuẩn công nghệ Video
streaming. Cũng như có nhiều định dạng dữ liệu riêng với các chuẩn cộng nghệ
đó. Các định dạng Video streaming chỉ giới hạn bởi các công ty dẫn đầu trong
công nghệ streaming: Các hãng này đều cung cấp các bộ công cụ trọn gói gồm
máy chủ luồng Video (lưu trữ, truyền phát dữ liệu theo các giao thức hỗ trợ ...),

13
Video Playe (hiển thị dữ liệu tại phía người dùng), và công cụ kiến tạo dữ liệu với
các chuẩn nén.

Hình 1-2: Hệ thống Video chia làm 6 khối
Một hệ thống video thường bao gồm 6 khối, như minh họa trong hình.Trong
hình trên Video và âm thanh gọi là dữ liệu thô được nén bằng cách sử dụng các thuật
toán nén video và âm thanh rồi sau đó được lưu trong thiết bị lưu trữ. Theo yêu cầu từ
khách hàng, một máy chủ Streaming sẽ lấy Video và âm thanh nén dữ liệu trong các
thiết bị lưu trữ và sau đó cùng với lớp ứng dụng QoS là Modul kiểm soát điều chỉnh
các Video và âm thanh thành các luồng bit theo tình trạng mạng lưới và các yêu cầu
QoS. Sau đó sử dụng các giao thức truyền tải nén các chuỗi bit rồi gửi các gói tin
Video và âm thanh qua mạng Internet. Gói có thể bị giảm hoặc hoặc bị trễ quá mức
trong mạng Internet do tắc nghẽn, các gói tin có thể bị hư hỏng do bị lỗi bit. Để nâng
cao chất lượng truyền Video và âm thanh được truyền liên tục, dịch vụ phân phối
được triển khai trên mạng Internet cho các gói tin được gửi đến người nhận, sử dụng
giao thức RSTP đi qua các lớp vận chuyển và sau đó được xử lý bởi lớp ứng dụng
trước khi được giải mã ở các bộ giải mã Video và âm thanh. Để đồng bộ hóa giữa
Video và âm thanh , các cơ chế đồng bộ truyền thông được yêu cầu. Từ hình trên ta
có thể thấy 6 khối này liên quan rất chặt chẽ với nhau và chúng là thành phần thống


14
nhất của kiến trúc Video Streaming.
- Cơ chế nén Video: Dữ liệu Video nguyên gốc cần phải được nén trước khi
được truyền nhằm để đạt được hiệu quả tốt nhất về tiết kiệm băng thông.
- Cơ chế điều khiển chất lượng dịch vụ tầng ứng dụng: Để đối phó với sự
biến thiên của tài nguyên mạng hoặc để cung cấp chất lượng hình ảnh nhằm đáp ứng

theo yêu cầu của từng người sử dụng, nhiều kỹ thuật điều khiển chất lượng dịch vụ
tầng ứng dụng đã được đưa ra. Kỹ thuật bao gồm điều khiển tắc nghẽn và kiểm soát
lỗi. Điều khiển tắc nghẽn được sử dụng để ngăn ngừa mất gói dữ liệu và giảm trễ để
kiểm soát lỗi, mặt khác còn nhằm để cải thiện chất lượng trình chiếu Video khi không
có phần dữ liệu của gói tin bị mất.
- Dịch vụ phân phát Video trên đường truyền: Để cung cấp các dịch vụ đa
phương tiện có chất lượng tốt, sự hỗ trợ của mạng là quan trọng. Điều này cho thấy
do có sự hỗ trợ của mạng mà từ đó có thể giảm trễ khi truyền tải và giảm tỷ lệ mất gói
tin. Được xây dựng trên nền của Internet (giao thức IP), dịch vụ phân phối Video trên
đường truyền cho phép đạt được QoS (chất lượng dịch vụ) và hiệu quả cao cho việc
phân phát Video qua mạng Internet.
- Máy chủ Streaming: Máy chủ Streaming đóng một vai trò quan trọng trong
việc cung cấp các dịch vụ trực tuyến. Để cung cấp các dịch vụ trực tuyến chất lượng, các
máy chủ Streaming được yêu cầu phải xử một dữ liệu video với sự ràng buộc về thời
gian, hạn chế thời gian trễ và hỗ trợ hoạt động kiểm soát tương tác như tạm dừng
(pause), tua (fast forword) tiếp tục, nhanh chóng chuyển tiếp và nhanh chóng quay lại.
Một máy chủ Streaming thường bao gồm ba hệ thống con: một hệ thống kết nối giao tiếp
(ví dụ, giao thức vận chuyển), một hệ điều hành, và một hệ thống lưu trữ.
- Cơ chế đồng bộ dữ liệu: Với cơ chế đồng bộ, ứng dụng tại bên nhận có thể
hiển thị Video gần giống như khi nó được khởi tạo tại bên gửi. Một ví dụ của cơ chế
đồng bộ là cử động môi của người nói phải phù hợp với tiếng nói họ phát ra.
- Giao thức cho Video Streaming: Giao thức được thiết kế và chuẩn hóa cho
truyền thông giữa khách hàng và các máy chủ streaming. Giao thức có thể được chia
làm 3 loại: giao thức tầng mạng như Internet Protocol (IP), giao thức tầng giao vận
như Use Datagram Protocol (UDP) và giao thức điều khiển phiên như Real – time
Streaming Protocol (RTSP).
Với những hệ thống máy chủ trình chiếu Video trực truyến hoặc cung cấp cho
việc tải về theo yêu cầu người dùng đang được sử dụng hiện nay, thì với mỗi yêu cầu
của người dùng đến – sẽ được máy chủ xử lý thông tin đảm bảo yêu cầu tải đó là hợp

15
lệ để thiết lập kết nối. Tiếp sau đó, nó sẽ truy xuất đến ổ cứng (hoặc thiết bị lưu trữ
cục bộ) để truy xuất tập tin yêu cầu đó và gửi về cho người dùng.Như chúng ta đều
biết tốc độ truy xuất ổ cứng thường khá chậm.Bên cạnh đó, có những tập tin được
nhiều người dùng cùng quan tâm trong một thời điểm (sai khác nhỏ về thời gian),
việc truy xuất ổ cứng liên tục để truy xuất cùng một tập tin như cách làm việc hiện tại
là rất lãng phí và tốn kém cho máy chủ.
Để giải quyết vấn đề này, ta đưa ra giải pháp sử dụng Cache. Cache được hiểu
theo nghĩa thường là nơi lưu trữ dữ liệu nằm chờ phần cứng xử lý, nhằm mục đích
tăng tốc độ xử lý. Cache có thể là một vùng lưu trữ của bộ nhớ chính hoặc một thiết
bị lưu trữ tốc độ cao độc lập. Có rất nhiều loại Cache được biết đến hiện nay với
những chức năng khác nhau như: Cache của CPU, Caching của Internet Browser,
Caching của Oracle…Cụ thể ở đây ta quan tâm đến một cơ chế xử lý Video Caching
ngay trên máy chủ thay thế cho Web Caching quá tải hiện nay. Việc đầu tư cho thiết
bị Cache cộng với việc có một giải pháp quản lý Cache hiệu quả sẽ giảm tải rất nhiều
cho máy chủ.
Cách thức hoạt động thông qua Cache:
- Dữ liệu được truy xuất từ ổ cứng được đẩy lên Cache.
- Với mỗi yêu cầu từ người nhận gửi tới, máy chủ sẽ tìm kiếm dữ liệu đã tồn
tại trên Cache chưa, để thực hiện đẩy dữ liệu đó lên Cache, nếu tồn tại thì dữ liệu từ
Cache thông qua quá trình xử lý dữ liệu sẽ được truyền trực tiếp đến người dùng
thông qua một luồng tin (bỏ qua giai đoạn truy xuất từ ổ cứng).
- Cơ chế để quản lý dữ liệu trên Cache, quyết định dữ liệu nào được đưa vào
Cache hoặc loại bỏ ra khỏi Cache, chúng ta phải thông qua việc phân tích thông tin
truy xuất dữ liệu, cùng với thử nghiệm những số liệu thực tế để đưa ra một giải thuật
quản lý Cache hợp lý .
1.3.2 Mobile Multimedia
Mobile Multimedia (đa phương tiện di động) bao gồm việc tạo ra nội
dungđược thiết kế cho các mạng di động, truyền dẫn và phân phát nội dung này

sử dụngcác giao thức tiêu chuẩn. Nội dung có thể có nhiều dạng như: đồ hoạ,
hình ảnh,âm thanh và Video trực tiếp, các bản tin đa phương tiện, các trò chơi,
VoIP, truyềntải dòng âm thanh và Video… Nội dung đa phương tiện trong môi
trường di độngcần được thiết kế phù hợp với việc sử dụng được ở máy thu đầu
cuối di động (phùhợp với băng thông truyền dẫn; môi trường truyền dẫn di động;
công suất pin tiêuthụ và khả năng xử lý, kích thước màn hình, bộ nhớ của máy


16
thu di động; các côngnghệ truyền dẫn như GSM, GPRS, 3G-GSM , CDM A,
1xEV-DO). Điều này đượcthực hiện bằng cách định nghĩa các profile của các file
đa phương tiện, các giaothức, hoặc các ứng dụng trở thành các tiêu chuẩn cho
Mobile Multimedia.
1.3.3 Các phần tử của Mobile Multimedia
Các phần tử của Mobile Multimedia gồm:
- Các file đa phương tiện;
- Các thủ tụcthiết lập và giải phóng cuộc gọi để phân phát dữ liệu
đaphương tiện;
- Các giao thức truyền tải dữ liệu đa phương tiện;
- Các Player đa phươngtiện và các Client đầu cuối.
Ví dụ một ứng dụng có thể là một file Windows Media được truyền tải
dòngtới máy điện thoại di động bằng cách sử dụng giao thức 3G-PSS qua mạng
3G. Filenày yêu cầu chương trình Windows Media player để chạy. Mobile TV là
một ứngdụng khác, sử dụng giao thức truyền tải dòng chuyển mạch gói 3GPP và
các khuôndạng file được nén tốc độ cao được định nghĩa bởi 3GPP, cho phép
dòng truyền tảiliên tục được phân phát, giải mã và hiển thị trên máy thu di động.
MMS là giao thức mở rộng của SMS và được định nghĩa là một tiêu chuẩn
mới. Các bản tin MMS có nhiều kiểu nội dung như văn bản, hình ảnh (.jpg hoặc
.gif), âm thanh, Video. Thông tin có thể được biểu diễn đồng bộ bởi ngôn ngữ
SMIL.Dịch vụ tải về Video clip là dịch vụ thường được sử dụng trong các mạng

diđộng. Người sử dụng gửi yêu cầu về clip qua tin nhắn SMS hoặc sử dụng kết
nốiWAP. Nội dung được thu bởi giao thức M MS hoặc tải về sử dụng giao thức
WAP.Máy thu di động khi đó cần có chương trình player phù hợp như Real
hoặcWindows Media để chạy nội dung đã tải về.Video streaming có thể được sử
dụng để thu nội dung trực tiếp (như các trậnbóng đá, lưu lượng giao thông…). Đây
là một dịch vụ theo yêu cầu, đã được tiêuchuẩn hoá sử dụng các giao thức PSS và
phát ở chế độ Unicast từ Server tới người sửdụng.
Video calling được thực hiện nếu cả chủ gọi và bị gọi đều sử dụng điện thoại
có Camera. Các tiêu chuẩn gọi video đã được hình thành bởi các tiêu chuẩn 3G324M, sử dụng kết nối chuyển mạch kênh đảm bảo một tốc độ bit không đổi. Dịchvụ
gọi Video có thể mở rộng thành dịch vụ hội nghị truyền hình.
1.4 Các loại tệp định dạng Video Streaming và phần mềm xem Video
1.4.1 Các loại tệp định dạng Video Streaming