Nghiên cứu IPTV và giải pháp triển khai IPTV của siemens

bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học bách khoa hà nội
**********************

LUậN VĂN THạC Sỹ
KHOA HọC
NGHàNH: Kỹ THUậT ĐIệN Tử

NGHIÊN CứU IPTV Và GIảI PHáP
TRIểN KHAI IPTV CủA SIEMENS

Thầy giáo hớng dẫn : TS Nguyễn Nam Quân
Sinh viên thực hiện : Đinh Thị Phơng Anh
Lớp
: CHĐTVT1_0709

Hà Nội 2010


1

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH IPTV ..................... 8
1.1. Lộ trình tiến tới dịch vụ IPTV.................................................................... 8
1.2. Khái niệm IPTV .......................................................................................... 9
1.3. Ưu và nhược điểm của IPTV ..................................................................... 9
1.3.1. Ưu điểm ................................................................................................. 9
1.3.2. Nhược điểm .........................................................................................11
1.4. Sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình internet (Internet TV) .............12
1.5. Xu hướng phát triển IPTV trên thế giới..................................................14

1.6. Xu hướng phát triển IPTV tại Việt Nam .................................................16
1.7. Tóm tắt Chương I .....................................................................................17
CHƯƠNG II: MÔ HÌNH MẠNG IPTV .......................................................... 18
2.1. Mô hình mạng IPTV.................................................................................18
2.1.1.Khối HeadEnd:.....................................................................................19
2.1.3. Khối MiddleWare:...............................................................................21
2.1.4. Khối mạng truy nhập băng rộng:.......................................................22
2.1.5. Khối mạng khách hàng (End User).....................................................22
2.2. Nguyên lý của IPTV .................................................................................23
2.2.1. Hình thức cung cấp nội dung (audio/video) trực tuyến ......................23
2.2.2. Phương thức phát truyền nội dung trên Internet ................................23
2.3. Các dịch vụ ứng dụng trong mạng IPTV ................................................24
2.3.1. Dịch vụ quảng bá (Broadcast Service) ...............................................24
2.3.2.Dịch vụ theo yêu cầu (On Demand Service) ........................................25
2.3.3.Dịch vụ tương tác (Interactive Service) ...............................................25
2.4. Tóm tắt Chương II....................................................................................26
CHƯƠNG III: KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG MẠNG IPTV................... 27
3.1. Công nghệ nén hình ảnh..........................................................................27
3.1.1. Chuẩn nén MJPEG và Wavelet...........................................................27


2

3.1.2. Chuẩn nén MPEG-x và H.26x.............................................................29
3.1.2.1.1. Chuẩn mã hóa MPEG-2............................................................31
3.1.2.1.2. Chuẩn mã hóa MPEG-4.............................................................35
3.1.2.1.3.Chuẩn nén H.264/MPEG-4 Part 10/AVC...................................64
3.2. Giao thức mạng trong hệ thống...............................................................67
3.2.1. RTSP- Real Time Streaming Protocol ................................................68
3.2.2. RTP- Real Time Transport Protocol ...................................................68

3.2.3. RTCP- Real Time Transport Control Protocol...................................69
3.2.4. IGMP- Internet Group Multicast Protocol .........................................70
3.3. Công nghệ Streamimg đa phương tiện....................................................75
3.3.1. Streaming.............................................................................................75
3.3.2. Buffering..............................................................................................76
3.3.3. Phương thức streaming .......................................................................77
3.4. Công nghệ lưu trữ ....................................................................................78
3.5. Công nghệ bảo mật nội dung ...................................................................80
3.6. Tóm tắt Chương III ..................................................................................82
CHƯƠNG IV: IPTV QUA CÁC MẠNG PHÂN PHỐI ................................. 83
4.1. IPTV thông qua mạng truy nhập quang .................................................83
4.1.1. Mạng PON...........................................................................................85
4.1.1.1. BPON:...........................................................................................88
4.1.1.2. EPON ............................................................................................89
4.1.1.3. GPON............................................................................................89
4.1.2. Mạng AON...........................................................................................91
4.2. IPTV qua mạng ADSL .............................................................................91
4.2.1. ADSL ...................................................................................................92
4.2.2. ADSL2 .................................................................................................97
4.2.3. VDSL ...................................................................................................98
4.3. Tóm tắt Chương IV.................................................................................102
CHƯƠNG V: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI IPTV CỦA
SIEMENS ỨNG DỤNG CHO NACENCOMM............................................ 103
5.1. Giới thiệu chung .....................................................................................103
5.2. Giải pháp hệ thống IPTV của SIEMENS .............................................103


3

5.2.1. Giải pháp SHE và cơ sở hạ tầng của Telco ......................................103

5.2.2. Giải pháp cho IP Core Network........................................................105
V.2.2.1.Sự tác động của các dịch vụ SHE đến mạng lõi IP ....................105
5.2.3: Mạng truy nhập .................................................................................109
5.2.3.1 : Thiết kế mạng truy nhập ............................................................109
5.2.3.2: Yêu cầu đối với các thành phần mạng thuộc mạng truy nhập ...111
V.2.3.3: Giới thiệu các thiết bị truy nhập của Siemens ...........................111
5.2.4. Mạng Home .......................................................................................111
5.2.4.1: Thiết kế mạng Home ..................................................................111
5.2.4.2: Yêu cầu đối với các thành phần thuộc mạng Home ...................113
V.2.4.3: Giới thiệu các thiết bị có thể sử dụng cho mạng Home ...........113
5.2.5. Giới thiệu Middleware của Myrio.....................................................114
5.2.5.1: Giới thiệu ....................................................................................114
5.2.5.2: Mô tả kỹ thuật.............................................................................115
5.2.5.2.1. Middleware ..............................................................................115
5.2.5.2.2: Phần mềm hậu trường (Quản lý tổng thể Myrio) ...................116
5.2.5.2.3. Phần mềm phía Client (tương tác Myrio)................................118
5.2.6. Giới thiệu TV Broadcast của Tandberg ............................................118
5.2.6.1:Giới thiệu .....................................................................................118
5.2.6.2: Mô tả về kỹ thuật .......................................................................119
5.2.7.Sử dụng VoD Server của C-COR .......................................................123
5.2.7.1.Giới thiệu VCAS của Verimatrix ................................................123
5.2.7.2. Mô tả kỹ thuật .............................................................................124
5.2.8: Đặc điểm giải pháp IPTV của Siemens ............................................131
5.3. Lộ trình triển khai IPTV và hướng phát triển ......................................133
5.4. Tóm tắt Chương V ..................................................................................133
KẾT LUẬN ....................................................................................................... 134
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 136


4

LỜI MỞ ĐẦU
Cuối thập kỷ trước, cùng với sự phát triển của các dịch vụ truyền hình từ
truyền hình tương tự thông thường đến các dịch vụ truyền hình mới như: truyền
hình cáp tương tự và cáp số, truyền hình vệ tinh tương tự và số, truyền hình viba,
và đặc biệt là sự ra đời của truyền hình độ phân giải cao HDTV. Tuy nhiên, các
loại dịch vụ này vẫn còn bị hạn chế. Mạng truyền hình cáp chỉ cung cấp các kênh
truyền hình phục vụ các thuê bao trong nước; mạng truyền hình vệ tinh, hay vi
ba có khả năng cung cấp các kênh truyền hình tới khắp thế giới nhưng lại rất tốn
kém và ảnh hưởng bởi môi trường, do đó không hiệu quả. Truyền hình độ phân
giải cao HDTV không thể tương tác với nhiều dịch vụ khác đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của con người. Trong khi đó, mạng Internet đã trải rộng khắp thế
giới, nếu tìm cách truyền các chương trình truyền hình trên mạng này thì sẽ rất
hiệu quả vừa tiết kiệm được chi phí, vừa có khả năng tương tác với nhiều dịch vụ
khác.
Internet Protocol Television (IPTV) đã ra đời, IPTV dễ dàng cung cấp
nhiều hoạt động tương tác hơn. Hãy tưởng tượng bạn đang xem các chương trình
TV, phim ảnh hoặc thậm chí là đoạn quảng cáo ưa thích mà vẫn có thể truy nhập
tìm kiếm được đến các thông tin cần thiết liên quan. Hoặc bạn là một người xem
TV, bạn có thể quyết định xem cái gì và xem khi nào, đồng thời có thể tạm dừng
hoặc tua lại chương trình TV trực tiếp, hoặc thậm chí là có thể xem lại bất cứ nội
dung nào bạn muốn từ một Thế vận hội gần đây nhất hay của một bộ phim kinh
điển. Bạn có thể thưởng thức các trò chơi Internet ngay trên TV của bạn hay gọi
điện cho bạn bè và ngay lập tức có thể thấy được nụ cười của người đó trên màn
hình. Đó chính là sự cuốn hút ly kỳ từ IPTV. IPTV cung cấp nhiều tính năng mới
về cách xem TV cho người dùng. Đối với khách hàng doanh nghiệp, IPTV cung


5

cấp các nội dung hỗ trợ và có thể cho phép tổ chức các cuộc họp tương tác với
quy mô lớn. Đối với người dùng cá nhân, IPTV sẽ cung cấp nhiều tính năng
tương tác khác biệt so với cách xem truyền hình truyền thống.
Truyền hình sử dụng giao thức IP (IPTV) là một hệ thống cung cấp các
dịch vụ truyền hình số tới thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối băng rộng.
IPTV có cơ hội rất lớn để phát triển nhanh chóng khi mà mạng băng rộng đã có
mặt ở khắp mọi nơi, rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn trên thế giới
đang triển khai IPTV với mục đích thu lợi nhuận cao từ thị trường hiện có của họ.
Các nhà khai thác dịch vụ không chỉ dừng lại ở công nghệ đang khai thác
mà phải có lộ trình cho việc phát triển tới công nghệ tiếp theo. Lộ trình tiến tới
cung cấp các dịch vụ đa phương tiện cũng có rất nhiều con đường, tuy nhiên nhà
khai thác phải dựa vào công nghệ hiện tại đang khai thác để xác định lộ trình
thích hợp, tiết kiệm chi phí và hiệu quả nhất. Công ty Cổ phần XNK Công nghệ
mới (Nacencomm) là doanh nghiệp chuyên về lĩnh vực truyền hình cáp và truyền
hình vệ tinh cho khối Chung cư và Khách sạn sẽ có lợi thế trong việc đưa dịch
vụ IPTV tới khách hàng của mình, nhằm duy trì khách hàng hiện có và mở rộng
thị trường mới. Do vậy, trong luận văn này, tôi sẽ tập trung nghiên cứu các vấn
đề cơ bản của IPTV nhằm đưa ra giải pháp triển khai IPTV của Nacencomm với
đề tài: “Nghiên cứu IPTV và giải pháp IPTV của Siemens ứng dụng cho
Nacencomm”. Nội dung của luận văn gồm các chương sau:
Chương I: Tổng quan Dịch vụ IPTV
I.1. Lộ trình tiến tới dịch vụ IPTV
I.2. Khái niệm IPTV
I.3. Ưu và nhược điểm của IPTV


6

I.4. Sự khác biệt giữa IPTV và Internet TV
I.5. Xu hướng phát triển IPTV trên thế giới

I.6. Xu hướng phát triển IPTV tại Việt Nam
Chương II: Mô hình mạng IPTV
II.1. Cấu trúc mạng IPTV
II.2. Nguyên lý hoạt động của mạng
II.3. Các dịch vụ ứng dụng trong mạng IPTV
Chương III: Kỹ thuật sử dụng trong mạng IPTV
III.1. Công nghệ nén hình ảnh
III.2. Các giao thức sử dụng trong mạng
III.3. Kỹ thuật Streamming
Chương IV: IPTV thông qua các mạng phân phối
IV.1. IPTV qua mạng truyền dẫn quang
IV.2. IPTV qua mạng DSL
Chương V: Nghiên cứu giải pháp IPTV của Siemens ứng dụng cho
Nacencomm
V.1. Giới thiệu chung
V.2. Giải pháp triển khai IPTV của Siemens
V.3. Lộ trình triển khai IPTV và hướng phát triển
Tôi xin chân thành cám ơn Tiến sĩ. Nguyễn Nam Quân đã tận tình hướng
dẫn tôi thực hiện luận văn này, đồng thời xin cảm ơn Cô giáo PGS Nguyễn Việt
Hương đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho tôi trong khi làm luận văn này.


7

Tôi cũng gửi lời cám ơn đến các thầy, cô giảng viên khoa Điện tử viễn
thông - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt cho tôi những kiến
thức quý báu trong thời gian qua, làm cơ sở vững chắc để hoàn thành luận văn.

Người thực hiện luận văn
Đinh Thị Phương Anh

8

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH IPTV
1.1. Lộ trình tiến tới dịch vụ IPTV
Từ những năm 1990, bên cạnh các phương pháp truy cập Internet băng
hẹp như là Dial-up và ISDN, các phương pháp truy nhập băng rộng cũng được
sử dụng rộng rãi: ADSL, Cable modem, WiFi. Không chỉ dừng lại ở việc truy
nhập Internet sử dụng những dịch vụ đơn giản truyền thống như: duyệt Web,
nhận và gửi Email,… (được biết đến như là Single play), đã xuất hiện các dịch
vụ như VoIP với những phương thức kiểm soát chất lượng QoS mới. Việc kết
hợp giữa truy nhập Internet truyền thống (Data) và thoại VoIP (Voice) này được
biết đến như là Double play. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các công
nghệ video servers, video encoders, và set-top-box, các thiết bị ứng dụng cho
video dần được thương mại hóa rộng rãi; hiện nay xu hướng tiến đến là cố gắng
tiếp cận với Triple play bằng cách đưa các dịch vụ xem phim (video) đến cho
khách hàng bên cạnh những dịch vụ truy cập Internet (Data) và thoại (Voice) sẵn
có. Với Triple play khách hàng sẽ được cung cấp 1 bó (bundle) dịch vụ bao gồm
đồng thời 3 dịch vụ: Data, Voice, Video.
Trong tương lai, không chỉ dừng lại ở Triple play, mà sẽ hướng tới
Quature play, …, Multiple play với mục đích tăng sức cạnh tranh, tăng khả năng
giữ khách hàng hiện có, tăng doanh thu bù lại cho những dịch vụ miễn phí cho
các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà khai thác mạng.
Với việc đưa ra “Triple play” cung cấp cho khách hàng nhiều loại hình
dịch vụ (truyền hình quảng bá, truyền hình theo yêu cầu, điện thoại thông thường,
điện thoại IP, điện thoại truyền hình, truy cập Internet, v.v...) các nhà khai thác
mạng băng rộng đang biến Tivi của người dùng thành một trung tâm giải trí
tương tác, tiến tới các dịch vụ “ngôi nhà thông minh”.

9

Như vậy, trong xu thế hội tụ công nghệ viễn thông và truyền thông quảng
bá, nhà cung cấp dịch vụ truyền hình giờ đây có thể cung cấp các dịch vụ viễn
thông trên mạng của mình và ngược lại, tạo nên một môi trường cạnh tranh
mạnh mẽ.
1.2. Khái niệm IPTV
IPTV là một hệ thống sử dụng để phân phối các dịch vụ truyền hình số tới
các thuê bao thông qua giao thức Internet nhờ kết nối băng thông rộng. Nghĩa là,
tín hiệu truyền hình thu từ vệ tinh sẽ được chuyển hóa thành tín hiệu IP truyền
qua hạ tầng mạng IP hoặc cáp truyền dẫn.
IPTV cho phép gửi các gói dữ liệu video đến máy tính hoặc bộ thu tín hiệu
truyền hình STB (Set – Top Box) qua đường ADSL hoặc cáp truyền dẫn. Khi hệ
thống cung cấp đủ 3 dịch vụ VOICE, VIDEO, DATA thì hệ thống gọi là Triple
Play.
1.3. Ưu và nhược điểm của IPTV
1.3.1. Ưu điểm
- 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, điện thoại cố định và di động, VoIP (Voice over Internet
Protocol)…mang lại cho người dùng sự tiện lợi trong quá trình sử dụng.
- Tính tương tác cao: IPTV sẽ mang lại cho người dùng trải nghiệm xem truyền
hình có tính tương tác và cá nhân hóa rất cao. Hai chức năng của hệ thống IPTV
là cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phân phối số lượng lớn các ứng dụng
truyền hình tương tác. Các loại dịch vụ được phân phối thông qua dịch vụ IPTV


10

có thể bao gồm truyền hình trực tiếp, truyền hình độ phân giải cao (HDTV- High
definition TV), trò chơi tương tác, và lướt web tốc độ cao,…
- Dịch thời gian (Time shifting)- IPTV kết hợp với bộ thu video số cho phép
dịch thời gian nội dung chương trình- là phương pháp ghi lại và lưu trữ nội dung
IPTV để xem lại sau đó.
- Sự cá nhân hóa- Một hệ thống IPTV từ đầu cuối đến đầu cuối hỗ trợ truyền
thông hai hướng và cho phép người dùng cuối cá nhân hóa sở thích xem truyền
hình của họ bằng cách cho phép họ quyết định họ muốn xem cái gì và xem
chúng khi nào.
- Yêu cầu dải tần thấp- Thay vì phân phối tất cả các kênh đến tất cả người dùng
cuối, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ truyền kênh mà
người dùng cuối đã yêu cầu. Đặc tính hấp dẫn này cho phép các nhà khai thác
mạng bảo tồn băng tần trên mạng của họ.
- 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 nhạc,….không những thế một số màn hình TV giờ đây còn được tích hợp
khả năng vận hành như một chiếc TV bình thường. Tất cả liên kết sẽ trở thành
một mạng giải trí gia đình hoàn hảo.
- Kiểm soát tối đa chương trình TV: VOD nói chính xác cũng là một phần lợi
thế này. Đây là tính năng mà người dùng sẽ cảm thấy thích thú nhất ở IPTV bởi
nó cho phép họ có thể kiểm soát tối đa chương trình truyền hình. Không còn thụ
động phải xem những gì mà nhà cung cấp dịch vụ phát đi như ở truyền hình
truyền thống hay vệ tinh mà giờ đây người dùng sẽ được trải nghiệm khả năng


11

kiểm soát tối đa những nội dung mà họ muốn xem. Với VOD người dùng có thể
chọn lựa những chương trình thích hoặc ghi nó ra đĩa để xem về sau này.

1.3.2. Nhược điểm
- Chất lượng phụ thuộc hoàn toàn vào đường truyền Internet. Theo lý
thuyết, để hiển thị với chất lượng tốt những kênh truyền hình SD thì tốc độ
đường truyền phải đạt 3Mbps và kênh HD phải là 10-12Mbps. Tuy nhiên, chất
lượng đường truyền Internet tại VN hiện vẫn còn khá thấp dù thường xuyên
được nâng cấp. Hơn nữa, hầu hết người dùng chỉ chọn gói cước có tốc độ đường
truyền thấp nên khi xem IPTV chất lượng thường không tốt, hình ảnh dễ bị
đứng.
- Yêu cầu đối với máy tính của người dùng: Hiện nay, hầu hết các máy
tính mới mua đều đáp ứng được đầy đủ tính năng để có thể xem được IPTV tuy
nhiên bạn sẽ thấy hình bị giật, tiếng bị nghẹn khi bạn vừa xem vừa làm công việc
khác như lướt net chẳng hạn, đó bởi vì RAM bạn đang thiếu, bộ vi xử lý còn
thấp (thường ở một số dòng laptop đời cũ) khi đó bạn hay nâng cấp RAM còn bộ
vi xử lý nếu có thể còn khả năng nâng cấp hãy nâng cấp.
- Những giới hạn chính của IPTV là nó dựa trên một dòng liên tục băng
thông rộng nhanh chóng. Nếu kết nối không phải là đủ nhanh, sau đó các hình
ảnh vi phạm sẽ lên hoặc bị mất. Khả năng mất dữ liệu rất 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


12

truy cập vào đông thì chuyện chất lượng dịch vụ bị giảm sút cũng là một chuyện
rất dễ hiểu. Điều này đặc biệt có liên quan trong mạng lưới không dây. Đây
không hẳn là nhược điểm của IPTV mà của cả thế giới web.
- Hạn chế nữa chính là mỗi Set-Top-Box chỉ có một ngõ ra cho TV, do đó nếu

nhà bạn muốn xem IPTV trên nhiều máy thu hình thì quả là bất tiện.
- Ngoài ra còn có những vấn đề riêng tư và bảo mật để xem xét, như IPTV là
một nền tảng mà là để hack vào dễ dàng hơn khi so với các mạng lưới truyền
hình truyền thống. Tiếp đó là, các nhà cung cấp dịch vụ IPTV cũng gặp nhiều
khó khăn trong việc đàm phán hợp đồng với các nhà cung cấp dịch vụ nội dung
dẫn đến tình trạng nghèo nàn thông tin trên các kênh IPTV. Nhiều công ty viễn
thông đang tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có để phân phối IPTV, nhưng bài toán đặt
ra là làm sao để đáp ứng đủ nhu cầu về băng rộng. Hiện tại, một số công nghệ
nén mới nhất đã có mặt trên thị trường, giúp họ dễ dàng truyền tải video theo
định dạng MPEG-4 chất lượng cao.
- Một vấn đề khác là lợi nhuận trung bình còn tương đối thấp và niềm hy vọng
được đặt vào doanh thu quảng cáo. nhiều chuyên gia phân tích nghi ngờ tính
hiệu quả của việc quảng bá thương hiệu trên IPTV do người sử dụng có thể tua
nhanh hoặc thực hiện bất cứ thao tác nào để không phải tốn thời gian xem những
đoạn họ không thích.
1.4. Sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình internet (Internet TV)
- Hạ tầng khác nhau: Như tên được đề nghị Internet TV dùng internet công
cộng để cung cấp nội dung video đến người dùng cuối. IPTV, trái ngược lại, sử
dụng các mạng riêng bảo mật để cung cấp nội dung video đến người tiêu dùng.
Các mạng riêng này được quản lý và khai thác bởi nhà cung cấp dịch vụ IPTV.


13

- Phạm vi địa lý: Các mạng IPTV được thừa nhận và điều khiển bởi các nhà
khai thác viễn thông và được xác định trong phạm vi địa lý cố định. Internet TV,
thì ngược lại, không có giới hạn địa lý nơi mà các dịch vụ truyền hình có thể truy
nhập từ bất cứ nơi nào trên toàn cầu.
- Quyền sở hữu của cơ sở hạ tầng mạng:
Khi video được gửi thông qua mạng internet công cộng, thì số gói IP được

sử dụng để mang video có thể bị trễ hay mất hoàn toàn vì khi chúng đi ngang
qua các mạng khác không thể bảo đảm được việc xem truyền hình như với các
loại dịch vụ truyền hình khác: truyền hình quảng bá mặt đất, truyền hình cáp,
truyền hìn vệ tinh. Do đó, video được truyền có thể xuất hiện trục trặc trên màn
hình tivi như hình bị giật, bị dừng, thậm chí bị mất hình và độ phân giải ảnh là
tương đối thấp (hình ảnh nhòe, vỡ hình,...). Nội dung video về cơ bản được cung
cấp đến người dùng cuối theo mô hình “best effort “.
IPTV được cung cấp thông qua hạ tầng mạng riêng, là loại được cung cấp
riêng bởi nhà cung cấp dịch vụ. Cơ sở hạ tầng mạng riêng cho phép các nhà khai
thác viễn thông thiết kế hệ thống của họ để hỗ trợ từ đầu cuối đến đầu cuối phân
phối video với chất lượng cao.
- Cơ chế truy nhập: Một bộ STB số được sử dụng để truy nhập và giải mã nội
dung video được cung cấp thông qua hệ thống IPTV, sau đó được nối với PC để
có thể xem được nội dung chương trình. Một hệ thống quản lý bản quyền số
mạnh (DRM) sẽ được yêu cầu để hỗ trợ cơ chế truy nhập này.
- Chi phí: Đối với Internet TV, do được cung cấp thông qua internet công cộng
nên người tiêu dùng có thể không phải trả tiền. Tuy nhiên đối với các dịch vụ


14

IPTV, khi sử dụng dịch vụ người tiêu dùng phải chi trả chi phí hàng tháng giống
các dịch vụ truyền hình trả tiền truyền thống.
1.5. Xu hướng phát triển IPTV trên thế giới
Công nghệ IPTV được kỳ vọng tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực
truyền hình, đưa PC trở thành tâm điểm của phòng sinh hoạt gia đình trong
tương lai thay thế hoàn toàn truyền hình truyền thống.
Theo dự đoán của một số hãng nghiên cứu thị trường cho biết đến năm 2007
số thuê bao IPTV trên toàn cầu sẽ đạt tổng cộng 8-9 triệu và đến năm 2010 sẽ
tăng gấp 4 lần để đạt tới cột mốc là 38 triệu.

Một ưu thế lớn không thể phủ nhận là chi phí triển khai hệ thống IPTV rẻ
hơn nhiều so với các hệ thống truyền hình thông thường khác trong khi những
tính năng tương tác với người dùng lại nhiều hơn. Điều này cho phép các nhà
cung cấp dịch vụ nhanh chóng triển khai lắp đặt hệ thống và thu hút các thuê bao.
Mục tiêu cao vợi mà tất cả các hãng đều theo đuổi là làm sao đưa được nội
dung Internet tới màn hình TV gia đình và các thiết bị di động. Nhưng thế thì
chưa đủ, đích đến của họ xa hơn nhiều : bằng cách nào để người tiêu dùng nào
cũng có thể giao tiếp hai chiều với những thiết bị này giống như cách họ đã
tương tác với các Website trong thời gian qua. Nó sẽ mở ra một thời kì cạnh
tranh mới cho các nhà cung cấp dịch vụ trên toàn thế giới trên cơ sở đó càng đem
lại nhiều lợi ích cho người dùng.
Đối với các nước trong khu vực Châu Á, theo như Hãng In-Stat, một hãng
nghiên cứu thị trường công nghệ cao có uy tín, gần đây đã dự báo rằng thị trường
các dịch vụ IP video tại khu vực sẽ tăng trưởng tới gần 80% mỗi năm từ nay đến
năm 2010 và sẽ tạo ra một thị trường 4,2 tỷ USD. Hãng này cũng dự đoán châu


15

Á sẽ chiếm tới một nửa trong tổng số thuê bao TV của các công ty điện thoại
trên toàn thế giới vào năm 2009 với tổng số thuê bao tối thiểu 32 triệu. Các số
liệu này cho thấy trong những năm còn lại của thập kỷ này, IPTV sẽ trở thành
một dịch vụ có thị trường rộng lớn trên toàn cầu với châu Á tiếp tục dẫn đầu
trong việc thu hút khách hàng. Các con số này cũng cho thấy đây là một thị
trường năng động với rất nhiều cơ hội cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình
có mô hình kinh doanh, hình thức cung cấp dịch vụ và công nghệ hợp lý.
Informa Telecoms & Media dự báo IPTV sẽ được sử dụng bởi trên 35% các
hộ gia đình sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Hồng Kông vào năm 2010, con số
này sẽ gần tương đương với số hộ gia đình dùng dịch vụ truyền hình cáp (khoảng
37%). Công ty này cũng dự báo sẽ có đến 13% các hộ sử dụng dịch vụ truyền

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


16

nhất thế giới với trên 500.000 thuê bao, đã đưa HDTV và VoD vào cung cấp trên
mạng DSL của mình. SOFTBANK của Nhật Bản cũng đã nhắm đến xây dựng
nội dung lên đến 5.000 giờ cho các phim truyện Nhật Bản và Holywood trên
dịch vụ DSL/FTTH Video-On-Demand.
1.6. Xu hướng phát triển IPTV tại Việt Nam
Tại Việt Nam, hiện có nhiều nhà khai thác dịch vụ viễn thông lớn đang cạnh
tranh nhau nhằm cung cấp cho khách hàng các dịch vụ băng rộng với chất lượng
cao và giá rẻ. Họ cũng đã nhận ra xu hướng phát triển của truyền hình trực tuyến
và video theo yêu cầu, và đang có những bước đi mạnh 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.

Hiện có ba nhà cung cấp truyền hình IPTV lớn tại VN là Công ty viễn thông
FPT với dịch vụ iTV; Công ty viễn thông số VTC Digicom phối hợp Tập đoàn
Bưu chính viễn thông VN (VNPT) cung cấp SaigonTV tại TP.HCM, Sông Hàn
TV tại Đà Nẵng, Sông Lam TV tại Nghệ An...; VNPT cũng cung cấp riêng dịch
vụ IPTV với tên gọi MyTV. Trong đó, iTV đã có mặt trên thị trường từ khá sớm,
năm 2007.
Theo bà Trương Nguyễn Thu Hà - giám đốc Trung tâm dịch vụ iTV, đơn vị
này hiện có khoảng 28.000 khách hàng trên toàn quốc. Tiềm năng của truyền
hình IPTV ngày càng thể hiện rõ với sự tham gia của “đại gia” VNPT qua các
thương hiệu MyTV, SaigonTV...


17

Để sử dụng IPTV, người dùng cần đăng ký đường truyền Internet và hộp giải
mã của nhà cung cấp dịch vụ, giá cước IPTV dao động khoảng 35.000-150.000
đồng/tháng tùy loại hình dịch vụ.
Mỗi nhà cung cấp đều có thêm những chương trình tương tác riêng nhằm thu
hút người dùng.
MyTV có các gói dịch vụ khá rẻ với chỉ 35.000 đồng/tháng gồm 28 kênh
truyền hình và các dịch vụ; gói 50.000 đồng/tháng thêm bốn kênh HD. Dịch vụ
truyền hình (Live TV) của MyTV có tính năng khóa chương trình (Parental
Lock) là tính năng cho phép hạn chế một số khách hàng khỏi một số chương
trình cụ thể. Ví dụ cho phép khách hàng chặn các chương trình, nội dung dành
cho người lớn, không phù hợp với trẻ em.
iTV của FPT lại có chương trình “Địa chỉ cần biết”, với nội dung dành cho
những người bận rộn có thể nhanh chóng tìm thấy thông tin, địa điểm cần biết
như ăn ở đâu, mua gì, nhà hàng nào gần nhất... Hay chương trình “Tiếng Anh
cho bé” với những bài học tiếng Anh bổ ích dành cho các bé 3-10 tuổi.
Riêng với thương hiệu SaigonTV dù chỉ mới xuất hiện tại TP.HCM từ đầu

tháng 2-2010 nhưng đã cung cấp gần 70 kênh truyền hình.
Ông Phạm Đức Long, phó giám đốc VNPT TP.HCM, cho biết sẽ có lộ trình
tăng kênh, tăng phim truyện và nhiều dịch vụ gia tăng khác với nội dung phong
phú như: danh bạ vàng, mua bán trực tuyến (TV Shopping), quảng cáo tương tác,
các chương trình trò chơi tương tác trên truyền hình, dạy và học tương tác trên
truyền hình...
1.7. Tóm tắt Chương I


18

Chương này nêu lên những vấn đề chung, cơ bản về IPTV như: nguyên nhân
ra đời của IPTV, IPTV là gì, những ưu nhược điểm của nó. So sánh IPTV với
truyền hình internet đồng thời nêu bật tình hình IPTV trên thế giới và tại Việt
Nam.

CHƯƠNG II: MÔ HÌNH MẠNG IPTV
2.1. Mô hình mạng IPTV


19

Hình 2.1. Sơ đồ khối của một hệ thống IPTV
Hệ thống được chia thành 5 khối chính:
2.1.1.Khối HeadEnd:
- Nhận nội dung từ các nguồn khác nhau như thu từ vệ tinh, truyền hình số mặt
đất, truyền hình quảng bá, các đầu video,…
- Mã hóa tín hiệu nhận được thành các chuẩn nén MPEG-2, MPEG-4, H.264 và
truyền đi.
- Đóng gói các luồng tín hiệu thành các gói IP.

- Lưu trữ trên các máy chủ phát quảng bá hoặc theo yêu cầu.
- Quản lý, mã hóa bảo vệ nội dung.


20

Hệ thống Video HeadEnd- Thực hiện thu, điều chế và giải mã nội dung
hình ảnh và âm thanh từ các nguồn khác nhau như vệ tinh, cáp truyền hình mặt
đất, máy chủ video, hoặc băng từ và sử dụng các thiết bị mã hóa (Encoder)để
chuyển thành các luồng IP multicast ở dạng mã hóa mong muốn. Yêu cầu phải
có thiết bị đầu cuối cho việc phát nội dung quảng bá. Thiết bị đầu cuối này có
khả năng mã hoá một chuỗi các hình ảnh theo thời gian thực bằng kỹ thuật nén
dùng MPEG-2, MPEG-4 hoặc H.264. Sau khi mã hoá, các chuỗi (định dạng ASI,
SPTS) truyền MPEG sẽ được đóng gói bằng cách sử dụng IP Streamer. Sau đó
sẽ truyền những chuỗi gói IP bằng cách sử dụng giao thức UDP/IP.
Hệ thống phân phối nội dung: Bao gồm các cụm máy chủ VoD và hệ
thống quản lý VoD tương ứng, cho phép lưu trữ các nội dung đã được mã hóa và
thiết lập các chính sách phân phối nội dung một cách mềm dẻo. Hệ thống này
cũng cho phép nhà khai thác mở rộng một cách kinh tế, phù hợp với tải và yêu
cầu dịch vụ của các thuê bao. Máy chủ VoD sẽ lưu nội dung thực và cung cấp
cho thuê bao khi nó nhận được sự xác thực danh tính từ Middleware. Nó cho
phép các thuê bao đặt và xem những bộ phim chất lượng cao và chương trình
theo yêu cầu (chương trình này được lưu trên máy dịch vụ và truyền tải theo yêu
cầu). Hệ thống này cũng cung cấp những chức năng điều khiển VCR như fastforward, pause, và rewind.
Quản lý bản quyền số (DRM: Digital Rights Management): DRM giúp nhà
khai thác bảo vệ nội dung của mình, như trộn các tín hiệu truyền hình hay mã
hóa nội dung VoD, khi truyền đi trên mạng Internet và tích hợp với tính năng an
ninh tại STB ở phía thuê bao. DRM dùng để bảo mật nội dung các khóa giải mã
của các thuê bao. Những nội dung được tải trên những máy chủ nội dung sẽ
được mã hóa trước bằng hệ thống DRM và nó cũng chỉ mã hóa nội dung

21

broadcast để bảo mật sự phân bố đến Set-top Box (STB). Hệ thống có khả năng
hỗ trợ chức năng mã hoá trong các Headend tương ứng và cung cấp khoá mật mã
cho các Headend này. Hệ thống DRM chứa khoá cho phần nội dung của một cơ
sở dữ liệu khoá đồng thời bí mật phân phối cơ sở dữ liệu này tới STB. Hệ thống
DRM cũng sẽ hỗ trợ thêm vào phần nội dung các chức năng thủ thuật trong khi
xem (tua nhanh, tua lại, v.v...). Hệ thống DRM sẽ dựa trên các khái niệm của hệ
thống cơ sở hạ tầng khoá công cộng (Public Key Infrastructure, PKI). PKI dùng
các thẻ kỹ thuật số X.509 để xác nhận mỗi thành tố trong hệ thống DRM đồng
thời để mã hoá an toàn dữ liệu có dùng các khoá chung/riêng.
2.1.2. Khối quản lý mạng và tính cước: Hệ thống này quản lý và tính cước dịch
vụ truy cập của thuê bao IPTV.
2.1.3. Khối MiddleWare:
Cung cấp khả năng quản lý thuê bao, nội dung và báo cáo hoàn chỉnh cùng với
các chức năng quản lý EPG và STB, đồng thời vẫn duy trì tính mở cho việc tích
hợp các dịch vụ trong tương lai. Middleware là một giao diện của hệ thống cung
cấp dịch vụ IPTV với người sử dụng, nó xác định danh tính cho người dùng.
Hiển thị một danh sách các dịch vụ mà thuê bao đó có thể sử dụng và trợ giúp
lựa chọn dịch vụ này sau khi đã xác thực danh tính của người dùng. Middleware
lưu lại một profile cho tất cả các dịch vụ. Middleware đảm bảo các hoạt động
bên trong của dịch vụ truyền hình một cách hoàn hảo. Middleware sẽ không giới
hạn bất kỳ hoạt động riêng rẽ nào trong hệ thống, nhưng sẽ giao tiếp trực tiếp với
mỗi thành phần được hệ thống hỗ trợ. Middleware hỗ trợ API cho phép mở rộng
các chức năng mới và truyền dữ liệu giữa các hệ thống.


22

2.1.4. Khối mạng truy nhập băng rộng:
Mạng truy nhập băng rộng bao gồm 3 mạng chính:
- Mạng lõi IP sử dụng giao thức định tuyến Multicast: PIM-SSM hoặc PIM-SM
dựa trên giao thức định tuyến trong (IGP) hoặc P2MP LSP (Point To Multipoint
Lable Switched Path).
- Mạng kết tập hoạt động ở lớp 2 (mô hình OSI) không nhận biết luồng dữ liệu
IP Multicast, mạng này sử dụng giao thức RTSP nhằm tăng thời gian hội tụ
mạng <1s, triển khai IGMP proxy và IGMP snooping nhằm tăng thời gian đáp
ứng kênh, tối ưu băng thông cho mạng Ethernet.
- Mạng truy nhập phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng đa dịch vụ của khách hàng mà
nhà cung cấp dịch vụ cần thiết lập mạng truy cập hợp lý: có các loại mạng:
FTTx/PON; DSL (ADSL2+ hoặc VDSL), Wireless, hạ tầng truyền hình cáp
HFC.
2.1.5. Khối mạng khách hàng (End User)
STB (Set-Top Box): thiết bị đầu cuối phía khách hàng, cho phép thu, giải
mã và hiển thị nội dung trên màn hình TV. STB cần hỗ trợ các chuẩn MPEG-2,
MPEG-4/H.264. Ngoài ra, STB cũng có thể hỗ trợ HDTV, có khả năng kết nối
với các thiết bị lưu trữ bên ngoài, video phone, truy nhập web,…STB cung cấp
các ứng dụng truyền thông và giải trí. STB sẽ hỗ trợ kết nối giữa thiết bị tivi và
mạng điện thoại, cũng như Internet và thư viện ảnh ảo của nhà cung cấp dịch vụ.
Nó có thể giải mã những chuỗi dữ liệu và hình ảnh đến dựa vào địa chỉ IP, đồng
thời thể hiện các hình ảnh này trên TV.


23

2.2. Nguyên lý của IPTV
Tín hiệu thu được từ vệ tinh, truyền hình mặt đất, truyền hình quảng bá
số,….sẽ được mã hóa thành luồng MPEG2, MPEG4/H.264 và sau đó đóng gói

thành các luồng IP multicast trong trường hợp truyền hình trực tiếp hoặc IP
unicast trong trường hợp VoD. Đối với luồng IP multicast sẽ được mã hóa nội
dung và truyền đi trên mạng IP sử dụng giao thức TCP/IP, các luồng IP unicast
sẽ được lưu trữ trong VoD server, và đưa đến PC hoặc TV thông qua STB.
2.2.1. Hình thức cung cấp nội dung (audio/video) trực tuyến
- Theo yêu cầu
- Cung cấp trực tiếp
Ứng dụng phổ biến nhất của hình thức cung cấp theo yêu cầu là video theo
yêu cầu (VoD). Khách hàng có thể yêu cầu phim video đã được số hóa lưu giữ
tại server vào bất kỳ lúc nào. Nếu muốn, khách hàng có thể điều khiển luồng nội
dung tạm dừng, quay lại hay tới (nhờ giao thức RTSP hoặc MMS).
Trong hình thức cung cấp trực tiếp, server truyền phát sự kiện đang xảy ra tại
thời điểm bất kỳ nào đó (ứng dụng trong truyền hình trực tuyến TV online). Nội
dung chương trình sẽ được truyền trực tiếp đến người xem, người xem không thể
tạm dừng chương trình, quay lui,…theo ý mình.
Ngoài ra, còn có 1 hình thức lai giữa hai hình thức trên. Sự kiện, chương
trình được thu trực tiếp và phát lại sau đó. Hình thức này đáp ứng các chức
năng truy cập như hình thức theo yêu cầu.
2.2.2. Phương thức phát truyền nội dung trên Internet
Có 2 phương thức đó là:
- Đơn phát (unicast)


24

- Đa phát (multicast)
Unicast thực hiện truyền một – một, mỗi client chiếm một kênh riêng (mặc dù
có thể nhiều client truy cập cùng một nội dung) và có quyền điều khiển (tạm
dừng, quay lui, tiến tới) riêng. Phương thức này thích hợp cho hình thức cung
cấp nội dung theo yêu cầu. Tuy nhiên có nhược điểm là dễ gây quá tải server

VoD. VoD sử dụng giao thức RTSP.
Multicast thực hiện truyền một – nhiều, nguồn nội dung truyền phát đồng thời
đến nhiều client. Máy chủ chỉ truyền phát 1 luồng nội dung và thông qua router
để phân phát đến nhiều client. Phương thức này hạn chế khả năng điều khiển của
người dùng, thích hợp cho hình thức cung cấp nội dung trực tiếp. Truyền hình
trực tiếp sử dụng IGMP v2 cho việc kết nối tới luồng multicast và cho việc
chuyển từ 1 luồng multicast này đến luồng multicast khác.
2.3. Các dịch vụ ứng dụng trong mạng IPTV
IPTV có rất nhiều dịch vụ khác nhau, nhưng cơ bản gồm các dịch vụ sau:
2.3.1. Dịch vụ quảng bá (Broadcast Service)
• Truyền hình quảng bá: Dịch vụ phát các kênh truyền hình quảng bá thông
thường như các kênh quảng bá VTV1, VTV2, HTV7, HTV9
• Linear Broadcast TV with Trick Modes: Truyền hình quảng bá cho phép
người dùng tạm dừng, xem lại, xem tiếp, bỏ qua các đoạn quảng cáo, ghi
lại chương trình bằng các đầu ghi.
• Multi-angle service: Dịch vụ cung cấp cho người dùng xem nhiều góc
quay của một phim (như 3D) hoặc một trận bóng đá.
• Electronic Program Guide (EPG): Dịch vụ hướng dẫn trực tiếp trên màn
hình về lịch phát sóng, danh sách các phim, cước phí…