Tìm hiểu dịch vụ mobile TV và triển khai trên mạng truy cập VASC

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn “Tìm hiểu dịch vụ MobileTV và triển khai trên mạng truy
cập VASC” là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đăng Văn Chuyết- Viện
Công nghệ thông tin và truyền thông, trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Mọi trích dẫn
và tài liệu tham khảo được sử dụng trong luận văn đều được tôi chỉ rõ nguồn gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan trên.
Hà Nội, ngày 25 tháng 03 năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Tuấn Anh

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn về mức độ hoàn thành của luận văn tốt nghiệp và
cho phép bảo vệ.
Hà Nội, ngày 25 tháng 03 năm 2015
Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS. Đăng Văn Chuyết


MỤC LỤC
Lời cam đoan

1

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

4

DANH MỤC BẢNG BIỂU

8

DANH MỤC HÌNH VẼ

9

Phần I Tổng quan về dịch vụ MTV

11

1 Giới thiệu về dịch vụ

11

2 Sự ưu việt của MobileTV so với các phương thức truyền hình khác

11

3 Giải pháp kỹ thuật - công nghệ

11

3.1 Phân tích, lựa chọn giải pháp kỹ thuật - công nghệ

12

3.2 Lựa chọn các chuẩn nén hình ảnh

13

3.3 Lựa chọn giao thức mạng

14

3.4 Lựa chọn công nghệ mạng truy nhập:

17

4. Hệ thống mạng cung cấp dịch vụ MobileTV:

17

4.1 Các thành phần cơ bản của hệ thống MobileTV

17

4.2 Lựa chọn giải pháp kỹ thuật

19

5. Yêu cầu kỹ thuật tổ chức hệ thống mạng cung cấp dịch vụ MobileTV

20

5.1 Yêu cầu chung:

20

5.2 Yêu cầu cụ thể:

20

5.3 Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ cho MobileTV:

21

6. Hệ thống quản lý cung cấp nội dung của dịch vụ MobileTV

23

6.1 Tìm hiểu tổng quan về lập trình Website

24

6.1.1 Tổng quan về lập trình Java

25

6.1.2 Framework JSP

26

6.2 Mã hóa Link xem kênh liveTV

28

6.2.1 Dùng thuật toán mã hóa MD5

29

7. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle

29

7.1 Giới thiệu

29

7.2 Đặc điểm của nổi bật của Oracle

29

8. Cấu hình và chạy wapsite,website trên Tomcat

35

8.1 Giới thiêu:

35

8.2 Hướng dẫn cấu hình

36

Phần II Các hệ thống MobileTV hiện có

38

1.Tổng Công ty truyền thông đa phương tiện VTC

38

2. Trung tâm điện thoại di động CDMA (Stelecom)

39

Kết Luận

42

Phần III – Lựa chọn giải pháp và tìm hiểu công nghệ HSDPA

43

1.Giới thiệu chung

43

2. Công nghệ HSDPA

44

3. Kỹ thuật trong công nghệ HSDPA:

46

3.1

46

Truyền dẫn kênh chia sẻ

3.2 Yêu cầu lặp lại tự động hỗn hợp nhanh H-ARQ

49

3.3

Trình tự nhanh và hợp lý tại Node B

50

3.4

Lựa chọn vị trí tế bào nhanh FCSS

51

3.5

Khoảng thời gian truyền dẫn ngắn TTI

51

3.6

Yêu cầu lặp lại tự động hỗn hợp nhanh H-ARQ

52

4

Giải pháp HSDPA cho WCDMA

53

4.1

Nguyên lý HSDPA

54

4.2

Cấu trúc kênh HSDPA

55

4.3

Điều chế thích ứng, mã hoá và truyền dẫn đa mã

57

4.4

H- ARQ

57

4.5

Sắp xếp gói tin

58


Phần IV Phân tích và thiết kế hệ thống MobileTV

60

1 Phát biểu bài toán

60

2 Phân tích các yêu cầu

61

2.1 Yêu cầu chức năng

61

2.2 Yêu cầu phi chức năng

61

2.3 Các mô hình xử lí

62

2.3.1 Sơ đồ phân rã chức năng

63

2.3.2 Biểu đồ luồng dữ liệu mức khung cảnh

65

2.3.3 Biểu đồ luồng dữ liệu mức đỉnh

66

2.3.4 Sơ đồ luồng dữ liệu mức dưới đỉnh

67

2.3.4.1 Sơ đồ luồng dữ liệu mức dưới đỉnh chức năng quản lý người dùng

67

2.3.4.2 Sơ đồ luồng dữ liệu mức dưới đỉnh chức năng quản lý phản hồi,bình luận

67

2.3.4.3 Sơ đồ luồng dữ liệu mức dưới đỉnh chức năng quản lý kênh

68

2.3.4.4 Sơ đồ luồng dữ liệu mức dưới đỉnh chức năng quản lý giao dịch

69

2.4 Sơ đồ E-R

70

2.5 Thiết kế cơ sở dữ liệu

71

2.6 Sơ đồ quan hệ giữa các bảng

76

2.7 Sitemap

77

2.8 Thuật toán

78

2.9 Thiết kế giao diện

79

2.9.1 Giao diện website

79

2.9.2 Giao diện wapsite

83

2.10

Đánh giá kết quả thử nghiệm

89

Phần V KẾT LUẬN

90

Danh mục các tài liệu tham khảo chính sử dụng trong luận văn

91


CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
MPE (Multiprotocol Encapsualtion)
Đóng gói đa giao thức.
IP (Internet Protocol)
Giao thức Internet.
DMB
Digital Multimedia Broadcast
DAB
Digital Audio Broadcast
DVB-H

DVB Handheld system.
DVB-H services
Nội dung được tải bởi hệ thống DVB-H.
TPS (Transmission Parameter Signalling)
Báo hiệu thông số truyền.
FEC (Forward Error Corection)
Sửa lỗi tiến.
Bursr zise
Số bit của lớp mạng (Network Layer) trong giới hạn của một xung ghép kênh theo thời
gian (time sliced burst).
Datagram
Một gói của lớp mạng với thông tin địa chỉ đầy đủ, cho phép nó đi tới điểm cuối mà
không cần thông tin bổ sung.
IP/MAC stream
Dòng dữ liệu gồm header địa chỉ chứa địa chỉ IP và / hoặc MAC, (IP/MAC stream được
gói gọn trong ghép kênh dòng truyền MPEG-2. Ví dụ là dòng truyền multicast IP được
tải trong MPE section).
Off-time


Thời gian giữa hai time sliced burst. Trong thời gian off-time không có gói truyền tải nào
được phân phối trên dòng truyền sơ cấp tương ứng.
MPE – FEC
Phương pháp để bổ sung FEC vào datagram được phân phối trong các phần (section)
MPE.
Network layer
Một lớp OSI (Open System Interconnection) được định nghĩa trong ISO/IEC.
Time – slicing
Phương pháp phân phối các MPE section và MPE – FEC trong các burst. Đây là một
dạng ghép kênh theo thời gian.

UMTS
Universal Mobile Telecommunications System
AMC
Adaptive Modulation and Coding: Mã hoá và điều chế thích ứng.
ARQ
Automatic Repeat reQuest: Yêu cầu lặp tự động.
BLER
Block Error Rate : Tỉ lệ lỗi khối.
CQI
Channel Quality Indicator: Chứ thị chất lượng kênh.
DL
Downlink: Đường xuống.
DPCH
Dedicated Physical Channel: Kênh vật lý dành riêng.
H- ARQ
Hybrid ARQ: Yêu cầu lặp tự động lai.
HSDPA
High-Speed Downlink Packet Access: Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao.
HS-DPCCH (High-Speed Dedicated Physical Control Channe)


Kênh điều khiển vật lý dành riêng tốc độ cao.
HS-DCCH (High-Speed Downlink Shared Channel)
Kênh chia sẻ đường xuống tốc độ cao.
HS-PDSCH (High-Speed Physical Downlink Shared Channel)
Kênh vật lý chia sẻ đường xuống tốc độ cao.
HS-SCCH (High-Speed Shared Control Channel)
Kênh đIều khiển dùng chung tốc độ cao.
MAC
Medium Access Control: Điều khiển truy nhập trung bình.

QAM
Quadrature Amplitude Modulation: Điều chế biên độ cầu phương.
RLC
Radio Link Control: Điều khiển liên kết vô tuyến.
RNC
Radio Network Controller: Khối điều khiển mạng vô tuyến.
SAW
Stop And Wait: Dừng lại và chờ.
TCP
Transmission Control Protocol: Giao thức điều khiển truyền dẫn.
TPC
Transmit Power Control: Điều khiển công suất phát.
TTI
Transmission Time Interval: Đan xen thời gian truyền dẫn.
UE
User Equipment: Thiết bị người sử dụng.
UL
Uplink: Đường lên


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Yêu cầu về băng thông đối với các chuẩn nén
Bảng 2:Thông lượng ứng với các phương thức điều chế khác nhau
Bảng 3: Bảng khách hàng
Bảng 4: Bảng gói cước
Bảng 5: Bảng giao dịch
Bảng 6: Bảng Kênh
Bảng 7: Bảng nhóm kênh
Bảng 8:Bảng chi tiết kênh
Bảng 9: Bảng phản hồi

Bảng 10: Bảng bình luận
Bảng 11: Bảng quản trị


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình vẽ 1: So sánh hoạt động của các chuẩn nén
Hình vẽ 2: So sánh lưu lượng sử dụng giữa Unicast và Multicast
HÌnh vẽ 3:Sơ đồ kiến trúc tổng quát của hệ thống MobileTV
Hình vẽ 4: Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ MobileTV
Hình vẽ 5: Biểu đồ trong Q1 2014
Hình vẽ 6: Kiến trúc trong ứng dụng Web
Hình vẽ 7: Hiệu quả phổ HSDPA
Hình vẽ 8:Độ trễ tín hiệu trên đường truyền đối với các công nghệ khác nhau
Hình vẽ 9 : Thời gian và bộ mã được chia sẻ trong HS-DSCH
Hình vẽ 10 : Cơ cấu truyền dẫn HS-DSCH
Hình vẽ 11: Trình tự nhanh và hợp lý
Hình vẽ 12:Quá trình truyền lại block dữ liệu IR
Hình vẽ 13:Tổng quan HSDPA
Hình vẽ 14: Cấu trúc kênh HSDPA
Hình vẽ 15: Biểu đồ phân cấp chức năng
Hình vẽ 16 : Biểu đồ luồng dữ liệu mức khung cảnh
Hình vẽ 17: Biểu đồ luồng dữ liệu mức đỉnh
Hình vẽ 18: Sơ đồ luồng dữ liệu mức dưới đỉnh chức năng quản lý người dùng
Hình vẽ 19: Sơ đồ luồng dữ liệu mức dưới đỉnh chức năng quản lý phản hồi,bình
luận
Hình vẽ 20: 3Sơ đồ luồng dữ liệu mức dưới đỉnh chức năng quản lý sản phẩm
Hình vẽ 21 Màn hình đăng nhập
Hình vẽ 22:Đang nhập thành công
Hình vẽ 23:Chọn xem kênh
Hình vẽ 24:Danh sách kênh

Hình vẽ 25:Tạo mới kênh
Hình vẽ 26: Cập nhật kênh


Hình 27: Giao diện khách hàng chưa mua gói
Hình vẽ 28:Giao diện khách hàng đã mua gói
Hình vẽ 29: Giao diện tài khoản
Hình vẽ 30:Lịch sử giao dịch


Phần I Tổng quan về dịch vụ MTV
1- Giới thiệu về dịch vụ
MobileTV là dịch vụ xem truyền hình qua máy điện thoại di động. Dịch vụ cho
phép khách hàng xem trực tiếp (Live) các kênh truyền hình quốc tế và trong nước;
xem video và ca nhạc theo yêu cầu.
Khách hàng chỉ cần được trang bị điện thoại có phần mềm hỗ trợ Real player (từ
S6 trở lên) và máy hỗ trợ EDGE/3G (sử dụng GPRS vẫn xem được nhưng khi
xem hay đứt quãng do máy phải chờ tải nội dung về) là có thể sử dụng dịch vụ.
Thương hiệu dịch vụ MobileTV gửi đến khách hàng thông điệp trực quan về một
hình thức xem truyền hình mới – mọi lúc mọi nơi ngay trên điện thoại di động có
hỗ trợ 3G.
2- Sự ưu việt của MobileTV so với các phương thức truyền hình khác
Tính linh động: Nếu như trước kia muốn xem truyền hình, người ta phải ngồi một
chỗ, có điện và bật ti vi thì mới có thể xem được thì ngày nay MobileTV đáp ứng
nhu cầu của người tiêu dùng muốn xem truyền hình mọi nơi, mọi lúc. Thông tin
truyền hình sẽ đến với con người bằng một cách nhanh nhất từ trước tới nay. Đó là
tính tiện lợi, linh hoạt và tức thời mà chỉ có MobileTV có thể mang đến cho người
sử dụng.
Về chi phí: Truyền hình trên di động tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng di động
thế hệ mới 3G với chi phí hợp lý so với các loại dịch vụ truyền hình trả tiền khác

và mang lại lợi ích cho người sử dụng.
Về nội dung: Có thể nói khả năng của dịch vụ MobileTV là không giới hạn. Tùy
thuộc vào các thỏa thuận về bản quyền của nhà cung cấp dịch vụ và các nhà cung
cấp nội dung, MobileTV có thể đem đến cho khán giả hàng trăm kênh truyền hình,
hàng ngàn giờ phim và VoD, chưa kể đến các nội dung giải trí truyền hình phong
phú, đa dạng, hướng tới từng đối tượng khán giả chuyên biệt.
3- Giải pháp kỹ thuật - công nghệ
3.1 Phân tích, lựa chọn giải pháp kỹ thuật - công nghệ


Thế giới đang chứng kiến sự trùng hợp ngày càng tăng của quảng bá
(broadcasting) và Internet nhằm mục đích khai thác các mặt mạnh của nhau trong phục
vụ khách hàng. Ngày nay việc xem các chương trình truyền hình nhờ việc truyền dữ liệu
qua các đường truyền Internet tốc độ cao (ví dụ: ADSL) không còn là điều mới mẻ.
Ngược lại, việc khách hàng sử dụng điện thoại yêu cầu nhà quảng bá, nhà cung cấp dịch
vụ cung cấp các dịch vụ cho họ (xem phim theo yêu cầu (Video On Demand – VOD) đã
là khá phổ biến ở những nước có truyền hình tương tác. Tuy nhiên thành công của điện
thoại di động từ thế hệ đầu tiên (1G) đến các thế hệ thứ 2, thứ ba (2.G, 2.5G, 3G…) đã
làm các nhà quảng bá phải suy nghĩ rất nhiều. Trước một thực tế điện thoại di động là
một thứ hàng hóa phổ biến, mọi người đều có nó, việc phát truyền hình trên di động là
cần thiết. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều chuẩn khác nhau cho MobileTV: DVB-H,
DVB-SH, DMB, MediaFLO, 1-seg, MBSM tuy nhiên có thể chia những chuẩn này thành
2 nền tảng: Truyền tải dữ liệu và phát qua sóng quảng bá.
Việc mở rộng đơn thuần quan niệm truyền hình truyền thống cho thu mobile sẽ
không khai thác được tất cả các khả năng mà giải pháp quảng bá và tế bào trùng hợp có
thể đưa ra theo ý nghĩa của các dịch vụ giá trị bổ sung. Các nhà điều hành mobile, với
kiến thức về mạng tế bào, với kinh nghiệm kỹ thuật của họ và với việc khách hàng quen
dùng mạng tế bào, đang ở trong vị trí lý tưởng để hợp tác với các công ty media để tạo ra
hầu hết các tiềm năng mà thị trường mới có thể đưa ra
3.2 Lựa chọn các chuẩn nén hình ảnh

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của máy tính và sự ra đời của internet, thì việc tìm ra
một phương pháp nén ảnh nhằm giảm bớt không gian lưu trữ thông tin và truyền thông trên
mạng là yêu cầu cấp thiết. Các kỹ thuật nén Video đều cố gắng giảm lượng thông tin cần
thiết cho một chuỗi các bức ảnh, mà không làm giảm chất lượng ảnh. Mục đích của nén
video là giảm bớt số bít khi lưu trữ và truyền bằng cách loại bỏ lượng thông tin dư thừa
trong từng frame và dùng kỹ thuật mã hoá để tối thiểu hoá lượng thông tin quan trọng cần
lưu giữ. Với một thiết bị lưu hình kỹ thuật số thông thường, ảnh sau khi được số hoá sẽ
được nén lại. Quá trình nén sẽ xử lý các dữ liệu trong ảnh để đưa hình ảnh vào một không
gian hẹp hơn như trong thiết bị nhớ kỹ thuật số hoặc qua đường dây điện thoại, ...
Với đặc thù cấu hình của thiết bị đầu cuối là điện thoại di động hỗ trợ các định dạng:

 Files: 3GP, 3G2, MP4( iso 14496-12).
 Audio Codecs: AMR, AAC, SP-MIDI,EVRC,13K QCELP.


 Video Codecs: MPEG-4, H.264, H.263 profile 3 Level 10.
 Kích thước khung hình: CIF(320 x 240 pixels), QCIF( 176 x 144 pixels) và
SQCIF( 128 x 96 pixels).
Và các yêu cầu cần thiết cho dịch vụ như mô tả sau:

 Thời gian trễ khi truy cập: Thời gian từ khi thuê bao click vào đường dẫn của nội
dung đến khi bức ảnh đầu tiên được hiển thị lên, 4-8s.

 Khả năng tự động đáp ứng băng thông: 20-384 Kbps.
 Thời gian giật hình: không quá 200 ms.
 Tỷ lệ truy cập thành công nội dung một cách trực tiếp phải lớn hơn 90%.
 Thành công truy cập nội dung phải lớn hơn 99.9%.
 Hỗ trợ cho hầu hết các kích thước khung hình của các loại di động trên thị trường.
Với thị trường lưu hình kỹ thuật số hiện nay, các chuẩn nén phổ biến là Motion JPEG
(MJPEG), Wavelet, H.261/ H.263/ H.263+/ H.263++ và MPGE-1/ MPGE-2/ MPGE-4.

Nhìn chung, có hai nhóm tiêu chuẩn chủ yếu: nhóm một gồm định dạng nén MJPEG và
Wavelet; và nhóm hai gồm các định dạng chuẩn còn lại.
So sánh hoạt động của chuẩn nén khác nhau như trong đồ thị dưới đây:

Quality
Y-PSNR [dB]

Tempete CIF 30Hz

38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25

JVT/H.264/AVC
MPEG-4 ASP
MPEG-2
H.263
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Bit-rate [kbps]

Hình vẽ 1: So sánh hoạt động của các chuẩn nén
Có thể thấy được từ đồ thị so sánh ở trên, kỹ thuật mã hóa H.264 rất hiệu quả ở dải
băng thông thấp. Chất lượng video của chuẩn H.264 tại băng thông 1,5 Mbps tốt hơn so với


chuẩn MPEG-2 ở băng thông 3 Mbps. Sử dụng chuẩn nén H.264 có thể tiết kiệm được hơn
một nửa băng thông.

Bảng 1: Yêu cầu về băng thông đối với các chuẩn nén
Độ nét tiêu chuẩn

Độ nét cao

Ứng dụng

MPEG-1

Lên đến 1,5 Mbps

-

Video on Internet, MP3

MPEG-2

4 - 5 Mbps

18 - 20 Mbps

Digital TV, DVD

2 - 4 Mbps

8 - 10 Mbps

Multi video

MPEG-4 Part 10
H.264
Vì vậy một giải pháp MobileTV ổn định cần phải đáp ứng toàn bộ yêu cầu cần thiết
cho dịch vụ nêu trên. Dựa trên các yêu cầu đặt ra thì giải pháp MobileTV sẽ tận dụng các
chuẩn nén AMR-WB audio codec, H.264, H.263 video codec.

3.3 Lựa chọn giao thức mạng

Multicast, còn được gọi là multiplex broadcast, là cách truyền thông tin tới một nhóm
các đích đến một cách đồng thời sử dụng một phương pháp hiệu quả để truyền các bản tin
trên mỗi kết nối của mạng chỉ một lần và chỉ tạo ra các bản sao khi các kết nối đến các đích
đến rẽ nhánh.
Thuật ngữ Multicast thường được sử dụng để ám chỉ đến IP Multicast, vốn là một giao
thức được sử dụng để truyền một cách hiệu quả số liệu đến nhiều người nhận cùng một lúc
trên các mạng sử dụng giao thức TCP/IP bằng cách sử dụng một địa chỉ multicast. IP
Multicast thường có liên quan đến các giao thức audio/video như RTP.
Có nhiều kỹ thuật Multicast được sử dụng trên Internet. Trong khi IP Multicast sử
dụng lớp địa chỉ multicast (Class D) thì Explicit multicast (còn gọi là Xcast) lại sử dụng các
địa chỉ unicast của tất cả các đích đến thay vì các địa chỉ multicast được ấn định. Do kích
thước gói IP nhìn chung bị giới hạn, Explicit multicast không thể được sử dụng cho các
nhóm với số lượng lớn các địa chỉ multicast.
Mô hình IP Multicast đòi hỏi phải giải quyết nhiều trạng thái bên trong mạng hơn so
với mô hình IP unicast. Và cũng chưa có một cơ chế nào chứng tỏ được sẽ cho phép mô
hình IP multicast có thể mở rộng với hàng triệu người gửi và hàng triệu nhóm multicast, do


đó không thể tạo ra các ứng dụng multicast hoàn toàn dụng thực tế thương mại trên Internet.
Kể từ 2003, những nỗ lực mở rộng multicast đến các mạng lớn đã tập trung vào một trường
hợp multicast một nguồn đơn giản hơn và dễ kiểm soát hơn.
Ưu điểm của Multicast:
 Sử dụng băng thông của mạng hiệu quả so với unicast
- với unicast, tổng dung lượng băng thông tăng tuyến
tính với số thuê bao.
 Yêu cầu sử dụng máy chủ là tối thiểu so với unicast với unicast, kết nối của mỗi khách hàng yêu cầu một
luồng riêng; với IP Multicast, chỉ có một luồng được
gửi ra từ máy chủ.
 Yêu cầu sử dụng mạng là tối thiểu - đây là hiệu quả
của việc sử dụng IP Multicast.

Nhược điểm của Multicast:
 Phân phát gói thiếu độ tin cậy - do IP Multicast sử
dụng UDP làm giao thức truyền tải nên nó kế thừa sự
thiếu tin cậy của UDP.
 Khả năng lặp gói trên mạng - trong khi một giao thức
định tuyến IP Multicast hội tụ, có khả năng nhiều bản
sao của một gói multicast sẽ đến khách hàng.
 Không có khả năng tránh tắc nghẽn - do IP Multicast
sử dụng UDP làm giao thức truyền tải nên nó không
có các cơ chế quay lui (backoff) và cửa sổ (window)
của TCP.
So với unicast, multicast là phương thức truyền sử dụng ít băng thông của mạng hơn.
Một ứng dụng unicast sẽ gửi một bản copy của mọi gói dữ liệu đến mọi người nhận. Ngược
lại, multicast chỉ gửi một bản copy tới những người dùng muốn nhận. Đây là phương thức
thường được sử dụng nhất cho hội nghị video và Video-on-Demand hiện nay. Đồ thị dưới
đây so sánh lưu lượng sử dụng giữa multicast và unicast dùng cho audio streaming và mọi
người dùng đều nghe nhạc ở cùng tốc độ 8 Kbps.
Một số cộng đồng trong mạng Internet công cộng vẫn thường sử dụng IP Multicast và
IP Multicast sử dụng cho nhiều ứng dụng đặc biệt bên trong mạng IP dùng riêng (private IP


network).
Các giao thức IP Multicast:
 Internet Group Management Protocol (IGMP).
 Protocol Independent Multicast (PIM).
 Distance

Vector

Multicast

Routing

Protocol

(DVMRP).
 Multicast OSPF (MOSPF).
 Multicast BGP (MBGP).
 Multicast Source Discovery Protocol (MSDP).
 Multicast Listener Discovery (MLD).
 GARP Multicast Registration Protocol (GMRP).

0.8
0.6
Traffic
0.4
Mbps
0.2

Multicast
Unicast

0
1

20

40

60

80

100

# Clients
Reference: Cisco Systems, Introduction to IP Multicast, Networkers 2002

Hình vẽ 2: So sánh lưu lượng sử dụng giữa Unicast và Multicast
IGMP: IGMP (Internet Group Management Protocol) là giao thức truyền thông để
thông báo cho các bộ định tuyến hướng lên rằng một host muốn nhận một luồng multicast.
Một host trở thành một thành viên của một nhóm multicast (được định nghĩa bởi một địa chỉ
IP Class D 224.0.0.0 đến 239.255.255.255) cùng với các thiết bị thu khác. Đây là một cơ
chế khác của các cơ chế MPR (Multicast Routing Protocol) chỉ chạy trên các thiết bị định
tuyến. Nói cách khác khi một host chỉ ra rằng nó muốn nhận một luồng multicast, tùy vào
mạng các thiết bị định tuyến để quyết dịnh xử lý như thế nào và kết quả luôn là host sẽ nhận
được một luồng.
IGMP sử dụng hai bản tin cơ sở cho các hoạt động tiêu chuẩn: các Report và Query,
các host gửi các Report để gia nhập hoặc rời khỏi một nhóm. Một host nhận Query từ một
thiết bị định tuyến nếu thiết bị đó muốn, cho dù host có muốn là thành viên của một nhóm


multicast hay không.
Các giao thức định tuyến Multicast: Có hai kiểu giao thức định tuyến IP Multicast cơ
bản là Dense Mode, Spare Mode.
Dense Mode: sử dụng phương thức ”flood and prune”, nghĩa là khi một luồng
multicast đi vào mạng, nó ngay lập tức được đẩy đến tất cả các điểm trên mạng cho đến khi
các thiết bị định tuyến không có các mạng con, các thiết bị thu cắt bớt các nhánh của cây
phân phối. Quá trình được lặp lại cứ sau mỗi khoảng thời gian 2 ~ 3 phút, dẫn đến sự không
hiệu quả do các mạng con không cần phải liên tục nhận luồng đó. Mode này chỉ tốt cho các

triển khai trên phạm vi nhỏ, với số chặng tối thiểu để hạn chế sự không hiệu quả của giao
thức.
Spare Mode: sử dụng cơ chế kéo (pull), nghĩa là mỗi thiết bị định tuyến mong muốn phải
gia nhập một cây phân phối multicast (ngược lại so với các giao thức Dense Mode).
Spare Mode cũng sử dụng cơ chế cây dùng chung, ở đó nhiều nguồn multicast có thể sử
dụng cùng một cây phân phối. Điều này được thực hiện bằng cách ấn định một thiết bị
định tuyến như một điểm gốc (RP) phục vụ ở đỉnh của cây phân phối. Các nguồn có thể
gửi lưu lượng đến cây dùng chung, do đó tăng được hiệu quả tổng thể và yêu cầu duy trì
ít trạng thái hơn trên thiết bị định tuyến. Mode này tốt cho việc triển khai nhiều nguồn vì
nó sử dụng các cây dùng chung. Mode này cũng tốt cho việc triển khai trên phạm vi rộng
hơn với các cây có tới hai hay nhiều mức sâu hơn.
3.4 Lựa chọn công nghệ mạng truy nhập:
HSDPA ( chi tiết ở Phần III Lựa chọn giải pháp và tìm hiểu công nghệ HSDPA )

4. Hệ thống mạng cung cấp dịch vụ MobileTV:
4.1 Các thành phần cơ bản của hệ thống MobileTV
Mạng truy nhập: Mạng truy nhập sẽ tận dụng phần hạ tầng mạng truy nhập
GSM, CDMA, 3G có sẵn và đang được phát triển của Vinaphone, Mobiphone, ...
Video Headend: 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-4 Part 10 hoặc H.264 phù hợp với các đặc thù sẵn có của
thiết bị đầu cuối di động. Hình ảnh mã hoá có thể lấy từ vệ tinh, truyền hình cáp, hệ
thống truyền hình mặt đất, máy chủ video, tape playout, v.v...
Sau khi mã hoá, các chuỗi (định dạng ASI, SPTS) truyền Video, Audio sẽ được


đóng gói bằng cách sử dụng IP Streamer. Sau đó IP Streamer sẽ truyền những chuỗi gói
IP bằng cách sử dụng giao thức UDP/IP.
Đầu vào của hệ thống Video Headend sẽ là các chương trình truyền hình quảng
bá của VTV, các kênh truyền hình mua bản quyền thu từ vệ tinh, các kênh truyền hình

cáp, các phim từ các nguồn khác như tự sản xuất, từ các thiết bị VCD/DVD player, v.v.
Hệ thống Middleware: Đây là một giao diện của hệ thống cung cấp dịch vụ
MobileTV với người sử dụng. Middleware 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.
Phân hệ quản lý bản quyền số (Digital Rights Management - DRM): DRM
được 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 cũng chỉ mã hóa nội dung broadcast để bảo mật sự phân bố đến thiết bị đầu cuối di
động. 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 thiết bị đầu cuối di động. 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.
Thiết bị đầu cuối: Thiết bị đầu cuối là các dòng máy điện thoại di động đang
hoạt động trên thị trường như Nokia, Samsung, Sony Ericssion, HT mobile,... của khách


hàng. Thiết bị di động hỗ trợ các trình chơi nhạc, video, nó có thể giải mã những chuỗi
dữ liệu và hình ảnh được đưa vào di dộng bằng công nghệ IP như HTTP, RTSP, RTP,

UDP,... với các chuẩn H.263, H.264 và 1 phần mềm client bổ trợ thêm cho việc tương tác
với các hệ thống bảo mật DRM và các giao diện tương tác với hệ thống.
4.2 Lựa chọn giải pháp kỹ thuật
Giải pháp kỹ thuật cho mạng truy nhập:
Phần mạng truy nhập của hệ thống cung cấp dịch vụ MobileTV trong dự án này
sẽ không đầu tư mới mà tận dụng hạ tầng mạng GSMs, CDMA, 3G có sẵn tại của các
nhà cung cấp mạng di động Vinaphone và Mobiphone.
Giải pháp kỹ thuật cho hệ thống Middleware:
Vai trò cốt lõi nhất của Middleware là đảm bảo thao tác giữa các phần của một
chu trình dịch vụ truyền hình hoàn chỉnh. Trong môi trường video, chính Middleware
cho phép đại diện dịch vụ khách hàng cung cấp cho thuê bao của họ các gói xem phim
theo yêu cầu và truyền hình.
Middleware sẽ không bị hạn chế bởi bất cứ một hoạt động độc lập nào trong hệ
thống nhưng lại có khả năng liên hệ trực tiếp với từng thành tố để cung cấp các giải
pháp. Phần mềm Middleware sẽ cung cấp các giao diện chương trình, cho phép kết nối
với cơ sở hạ tầng sẵn có của nhà cung cấp cũng như hệ thống thanh toán/tính cước.
Hệ thống quản lý quyền sử dụng:
Việc xem và sao chép bất hợp pháp bất kỳ một nội dung nào có thể đặt ra vấn đề
về quyền sở hữu trí tuệ IPR và vấn đề bảo mật. Để đảm bảo việc truyền tải nội dung tới
đúng người dùng và đảm bảo độ an toàn của các nội dung số hóa qua mạng, một phân hệ
số tích hợp để quản lý quyền sử dụng (DRM) được cung cấp nhằm bảo vệ hệ thống trước
các kẻ đột nhập và những người dùng bất hợp pháp muốn đánh cắp nội dung video số.
Để có thể xem được một nội dung xác định, người dùng phải được chứng thực từ phân
hệ DRM.
Hệ thống DRM phải cho phép việc giao tiếp 2 chiều trong mạng IP để tăng tính
an ninh, đồng thời phải có khả năng mã hóa 25 kênh quảng bá hoặc nhiều hơn dùng các
thuật toán mã hóa công nghiệp.
Hệ thống DRM sẽ bao gồm các máy chủ thực hiện các chức năng điều khiển, tạo

và duy trì các khóa chứng thực PKI, thực thi và ghi lại các giao dịch, chịu trách nhiệm về
nội dung được mã hóa khi phân phát các nội dung đó, cung cấp giao diện an toàn giữa
thiết bị khách hàng và các thiết bị khác của máy chủ DRM, quản lý các chìa khóa và cơ
sở dữ liệu chứng thực cho khách hàng, Máy chủ mã hóa theo thời gian thực DRM cho
các nội dung quảng bá, v.v...
Hệ thống DRM phải hỗ trợ cả truyền thông đa điểm MobileTV và VoD một cách
nhất quán. Điều này được tạo ra từ các máy chủ mã hóa đã đề cập, bao gồm máy chủ
chuyên cho mã hóa theo thời gian thực và mã hóa gián tuyến. Các nội dung video được
mã hóa trước khi đưa vào hệ thống VoD. Nội dung được mã hóa trong hệ thống DRM
phải có khả năng hỗ trợ các tính năng như: tua, tạm dừng, phát tiếp, v.v...

5. Yêu cầu kỹ thuật tổ chức hệ thống mạng cung cấp dịch vụ MobileTV
5.1 Yêu cầu chung:
Các dịch vụ: Có khả năng cung cấp đa dạng các loại dịch vụ.
Khả năng hoạt động: Hệ thống phải tương thích với nhiều chế độ truy nhập băng
thông như GSM, CDMA, 3G, tương thích với nhiều chủng loại máy chủ phục vụ và các
bộ mã hóa đa phương tiện, hỗ trợ nhiều ứng dụng khác nhau chạy trên di động, có khả
năng mở rộng dịch vụ cho các loại thết bị di động thế hệ mới, đảm bảo tích hợp đầy đủ
dịch vụ.
Khả năng quản lý: Hệ thống có khả năng hỗ trợ đa dạng các chức năng quản lý
thiết bị như chuẩn đoán lỗi thiết bị từ xa, báo cáo hoạt động của mạng, báo cáo hoạt
động của các dịch vụ, v.v.
Cấu trúc modular: Hệ thống phải được thiết kế có cấu trúc, có phân lớp
modular để có thể triển khai nhanh hơn, dễ chuẩn đoán lỗi hơn, dễ nâng cấp về sau, v.v...
Hỗ trợ cập nhật phần mềm trực tuyến: Hệ thống phải có chức năng này để cho
phép cập nhật tự động phần mềm chạy trên các thiết bị đầu cuối di động khách hàng
thông qua việc trao đổi thông tin giữa thiết bị di động và Middleware nhằm đảm bảo
chạy trên di động hoạt động đúng mọi lúc.
5.2 Yêu cầu cụ thể:
Hệ thống có khả năng cung cấp dịch vụ an toàn, ổn định cho toàn bộ số lượng

thuê bao di động theo lộ trình phát triển đã được đặt ra theo từng giai đoạn cụ thể.
Hệ thống sử dụng các bộ mã hóa H.263, H.264 (với giả thiết băng thông cho mỗi
luồng video là 20-384 Kbps).
Trong giai đoạn đầu, hệ thống có khả năng cung cấp các dịch vụ: Live TV, VoD,
File download, MoD, AD insertion, ...
Cung cấp 32 kênh truyền hình quảng bá.
Với dịch vụ LiveTV, VoD, hệ thống phải có khả năng hỗ trợ tối thiểu 1.000 thuê
bao đồng thời.
5.3 Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ cho MobileTV:
Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ MobileTV sẽ bao gồm các thành
phần sau:
Hệ thống cung cấp nguồn dữ liệu: Thu, nhận và xử lý các dữ liệu chương trình
từ các nguồn khác nhau như vệ tinh, truyền hình mặt đất và các nguồn khác để chuyển
sang hệ thống Headend.
Hệ thống Headend: Thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh và âm thanh từ
các nguồn khác nhau và sử dụng các thiết bị mã hóa (encoder) để chuyển đổi nội dung
này thành các luồng IP multicast ở khuôn dạng mã hóa được hỗ trợ trên thiết bị đầu cuối
di động. Đối với dự án này, khuôn dạng này được mã hóa sử dụng chuẩn nén H.263,
H.264 để có được khả năng mã hóa ở tốc độ bit thấp và chất lượng cao cho cả hình ảnh
và âm thanh.
Hệ thống 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 Mobile handset, đồng thời vẫn
duy trì tính mở cho việc tích hợp các dịch vụ trong tương lai.
Hệ thống phân phối nội dung: Bao gồm các cụm máy chủ VoD và các 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.
Hệ thống quản lý bản quyền (DRM): 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 thiết bị đầu cuối ở phía thuê bao.


Mạng truy nhập: Hạ tầng mạng IP băng rộng để truyền dịch vụ từ nhà cung cấp
đến khách hàng.
Hệ thống quản lý mạng và tính cước.
Mô hình kiến trúc hệ thông cung cấp dịch vụ MobileTV được thể hiện trong các
hình vẽ sau đây:

HÌnh vẽ 3:Sơ đồ kiến trúc tổng quát của hệ thống MobileTV


Mô hình triển khai Mobile-TV
cho 2 mạng GPC và VMS
Get MSISDN

Oracle DB

Lan
Helix Server Streaming

Real time charging

Mạ

Cung cấp 32 kênh cho 3G (128kbps)

ng
na

Vi
on

Wap Gateway

ph

Wap

e

Enthern

P – 3gpp
et – RT

3G -Encoder Envivio

Enthernet – RTP – 3gpp

GPC

Enth
ern

TP –
3 gpp
e rn
et –
En

R
the
TP
–3
rn
gpp
et
–R
TP
–3
gp
p

En
th

Server Streaming

SD
I

3G -Encoder Envivio

M

SDI

SDI

3G -Encoder Envivio

SDI
I
SD

ob

iF
on

e

Mobile

et – R

Matrix Channel IPTV

M

ạn

g

3G -Encoder Envivio

Get MSISDN

Oracle DB
EDGE -Encoder Envivio

Lan
Real time charging

Wap Gateway

Helix Server Streaming

Wap

VASC

VMS
Mobile

Hình vẽ 4: Mô hình kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ MobileTV

6. Hệ thống quản lý cung cấp nội dung của dịch vụ MobileTV
Dịch vụ MobileTV là dịch vụ giá trị gia tăng trên nền tảng 3G , dịch vụ sẽ tiếp
phát nguyên vẹn theo thỏa thuận đã ký với các nhà cung cấp nội dung. Nội dung của các
kênh này được chịu trách nhiệm bởi đơn vị cung cấp kênh, do các cơ quan báo chí và cơ
quan chức năng có thẩm quyền quản lý. Dịch vụ MobileTV cung cấp cho khách hàng
một đường link tương ứng với đúng định dạng và kích thước màn hình của thiết bị khi
truy cập để xem kênh.
Hiện nay thị trường điện thoại rất phong phú và đa dạng, hàng năm có rất nhiều
điện thoại được ra đời với nhiều chức năng và ứng dụng hơn. Đặc biệt là độ phân giải về
màn hình nét hơn, cấu hình mạnh hơn dẫn đến người dùng yêu cầu chất lượng dịch vụ
phải được tăng lên phù hợp với những chiếc thiết bị như vậy.

Do đó việc yêu cầu về thay đổi bản quyền kênh, thiết bị truy cập xem kênh là rất
thường xuyên. Với mỗi lần yêu cầu thay đổi như vậy phải cập nhật lại hệ thống thì rất
mất thời gian và công sức cho người quản trị hệ thống.
Có rất nhiều công nghệ để quản lý được những việc như trên nhưng để mọi người
đều có thể tao thác được , từ những người không am hiểu kỹ thuật cho đến những người
am hiểu kỹ thuật. Theo em công nghệ thích hợp nhất ở đây là công nghệ dựa trên nền
tảng Website. Người dùng có thể tao tác rất dề dàng qua các click đơn giản để đạt được
mục đích của mình
Vậy em sẽ dây dựng trang quản trị về người dùng, nội dung.
Với mỗi một người dùng sẽ được cấp quyền tương ứng với chức năng và nhiệm vụ
của mình.
Ở đây em sẽ xây dựng một Website quản trị với các chức năng:
+ Quản lý thông tin người dùng
+ Quản lý thông tin khách hàng
+ Cập nhật các thông tin về thiết bị liên tục
+ Xây dựng Form nhập liệu
+ Xử lý các yêu cầu bình luận và phản hồi của khách hàng.
Website phải đảm bảo những đặc tính sau:
+ Dễ dàng với người dùng
+Phải linh hoạt- tính tự động cao : Khi người dùng thay đổi thông tin nào
đó, những thông tin đó cần được thể hiện ngay lập tức trên website.
+ Dễ dàng quản lý, mở rộng chức năng: tùy từng giai đoạn phát triển, các
chức năng của website có thể được bổ xung, chỉnh sửa chứ không phải luôn luôn
cố định.
6.1 Tìm hiểu tổng quan về lập trình Website
Ngày nay việc sở hữu một chiếc máy tính hoặc một chiếc điện thoại có thể truy
cập Internet không còn quá khó khăn ở Việt Nam, nhiều người đã coi máy tính hoặc điện
thoại như một vật không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày. Cùng với sự phát triển
mạnh mẽ của công nghệ thông tin trong thời đại mới, người sử dụng bắt đầu hướng tới

những nhu cầu cao cấp hơn. Họ muốn sở hữu một thiết bị có khả năng truy cập mạng và
thực hiện mọi ứng dụng một cách dễ dàng và tiện lợi
Tuy nhiên, thị trường trên nền tảng Internet là một thị trường rất sôi động với đủ
loại thiết bị của các nhà sản xuất có kiểu dáng, tính năng, tốc độ xử lý, bộ nhớ trong, màn
hình giao diện…. khác nhau. Và cũng vì có nhiều nhà sản xuất mà lại không có một
chuẩn công nghệ (về mặt phần mềm) nào được áp dụng chung cho tất cả các thiết bị nên
công việc lập trình cho ứng dụng Website đúng là một bài toán khó cho các lập trình
viên.
Việc lựa chọn một nền tảng phát triển cho lập trình Website cũng là một vấn đề
nan giải. Hiện nay có thể kể tên các nền tảng phổ biến: JAVA,PHP,C#,ASP.net,.. . Nhìn
vào hình dưới đây có thể thấy được phần nào sự phong phú của thị trường này

Hình vẽ 5: Biểu đồ trong Q1 2014
Ở đây em chọn ngôn ngữ lập trình Java vì nó thông dụng và dễ can thiệt tới hệ
thông Viễn Thông (do hệ thống core viễn thông chủ yếu phát triển trên nền tảng Java)

6.1.1 Tổng quan về lập trình Java
Ngôn ngữ lập trình java ra đời và được các nhà nghiên cứu của Công ty Sun Mi
crosystem giới thiệu vào năm 1995.