Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
1
LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển của mạng Internet toàn cầu nói riêng và công nghệ thông tin nói
chung đã đem lại tiến bộ vượt bậc của khoa học kĩ thuật. Internet không những đã rút
ngắn khoảng cách về không gian, thời gian mà còn mạng lại cho mọi người, mọi quốc
gia và cả thế giới những lợi ích to lớn. Tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ
thông tin là một trong những lợi ích to lớn, có vai trò quan trọng và tầm ảnh hưởng
rộng khắp
Với sự phát triển nhanh chóng, mạng Internet băng rộng còn làm thay đổi cả về
nội dung và kĩ thuật truyền hình. Hiện nay truyền hình có nhiều dạng khác nhau: truyền
hình số, truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình Internet và IPTV. IPTV đang
là cấp độ cao nhất và là công nghệ truyền hình của tương lai. Sự vượt trội trong kĩ thuật
truyền hình của IPTV là tính năng tương tác giữa hệ thồng với người xem, cho phép
người xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng
tiện ích khác trên hệ thồng nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
Hiện nay trên thế giới đã có một số quốc gia triển khai thành công IPTV. Theo
các chuyên gia dự báo thì tốc độ tăng trưởng thuê bao IPTV sẽ tăng theo cấp số nhân
qua từng năm. Ở Việt Nam hiện nay, một số nhà cung cấp đang triển khai dịch vụ
IPTV. Bản đồ án này tập trung giới thiệu tổng quan về công nghệ IPTV và phương án
triển khai IPTV của VNPT, đơn vị hàng đầu về viễn thông tại Việt Nam.
Em xin chân thành cảm ơn tiến sĩ Phạm Thành Công, là giảng viên hướng dẫn
đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập và làm đồ án tốt nghiệp. Em xin
bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tập thể phòng điều hành thông tin,trực thuộc Viễn thông
Hà Nội đã nhiệt tình chỉ bảo và cung cấp tư liệu để em có thể hoàn thành đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy giáo, cô giáo của trường Đại Học Bách
Khoa Hà Nội đã giảng dạy và dìu dắt em trong suốt những năm học đại học để em có
được những kiến thức cơ bản trước mắt, có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp và tiếp
đó, là nền tảng cho quá trình học tập, công tác của em sau này.
Hà Nội,tháng 5 năm 2011
Sinh viên: Nguyễn Đức Hoàng
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
2
TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án tập trung nghiên cứu công nghệ IPTV, những kiến thức cơ bản, phương
án triển khai IPTV của VNPT và mô phỏng các giao thức truyền tin multicast, phần cốt
lõi để phát quảng bá trong IPTV. Tuy IPTV là một công nghệ đã phát triển nhanh
chóng những năm gần đây nhưng tương lai nó sẽ còn phát triển rộng rãi hơn, tiếp tục
được mở rộng thêm những tính năng mới, phù hợp hơn với nhu cầu của người sử dụng
dịch vụ. Trong khuôn khổ của đồ án tốt nghiệp, em sử dụng GNS3(Graphical network
simmulator), phần mềm giả lập cisco router để xây dựng một hệ thống mạng qua đó
mô phỏng cách thức truyền tin multicast.
Nội dung chính của đồ án bao gồm:
-Chương I: Giới thiệu IPTV và các dịch vụ ứng dụng.
-Chương II: Tổng quan về hệ thống IPTV.
-Chương III: Hiện trạng cơ sở hạ tầng mạng viễn thông của VNPT.
-Chương IV: Các giải pháp kĩ thuật, công nghệ phát triển hệ thống truyền hình
IPTV.
-Chương V: Giải pháp cung cấp dịch vụ IPTV của VNPT.
-Chương VI: Mô phỏng truyền tin multicast bằng GNS3.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
3
ABSTRACT In this thesis, I focus on researching in IPTV technology’s basic knowledge,
VNPT's IPTV deployment plan and simulating multicast communication protocols to
broadcast in IPTV. IPTV is a technology which has developed rapidly in recently years
and it keeps extending new features to match the user’s demands. In the graduation
thesis, I use GNS3 (Graphical network simulator), a cisco router simulation software to
design a network system to simulate multicast communication.
The main contents of the thesis include:
Chapter 1st: IPTV and application services.
Chapter 2nd
: Overview of IPTV system
Chapter 3rd
: Infrastructure telecommunication networks of VNPT
Chapter 4th
: The technical solutions, technological development of IPTV
systems.
Chapter 5th
: Solution to deliver IPTV services by VNPT.
Chapter 6th
: Simulate multicast communication with GNS3.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
4
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ...............................................................................................................1
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ........................................................................................................2
ABSTRACT ...................................................................................................................3
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................7
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................8
CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU IPTV VÀ CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG ....................10
1.1. Khái niệm .......................................................................................................... 10
1.2. Phân loại dịch vụ IPTV .................................................................................... 11
1.2.1. Dịch vụ truyền hình quảng bá ..................................................................... 11
1.2.2. Dịch vụ theo nhu cầu (On-Demand) ........................................................... 13
1.2.3. Dịch vụ tương tác (Interactive) ................................................................... 14
1.2.4. Dịch vụ thông tin và truyền thông ............................................................... 16
1.2.5. Các dịch vụ gia tăng khác ............................................................................ 17
CHƢƠNG II. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV .............................................19
2.1. Kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV .................................................... 19
2.1.1. Mô hình tổng quát ....................................................................................... 19
2.1.2. Các thành phần cung cấp dịch vụ Broadcast Video .................................... 19
2.1.3. Các thành phần cung cấp dịch vụ VoD ....................................................... 20
2.1.4. Các thành phần chung ................................................................................. 22
2.1.5. Kiến trúc sản phẩm ...................................................................................... 23
2.2. Phƣơng thức phục vụ IPTV ............................................................................. 24
2.3. Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV ......................................................... 27
2.3.1. Video site ..................................................................................................... 27
2.3.2. Mạng truyền dẫn .......................................................................................... 28
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
5
2.4. Những yêu cầu đặt ra cho dịch vụ video ........................................................ 33
2.4.1. Băng thông rộng .......................................................................................... 33
2.4.2. Băng thông không đối xứng ........................................................................ 33
2.4.3. Chất lượng dịch vụ ...................................................................................... 33
2.4.4. Sự sẵn sàng của dịch vụ ............................................................................... 34
2.4.5. Thời gian chuyển kênh đối với dịch vụ Broadcast ...................................... 34
CHƢƠNG III. HIỆN TRẠNG CƠ SỞ HẠ TẦNG MẠNG VIỄN THÔNG CỦA
VNPT ...........................................................................................................................36
3.1. Mạng đƣờng trục .............................................................................................. 36
3.2. Mạng gom và mạng truy nhập ........................................................................ 38
3.2.1. Mô hình cũ (chưa triển khai MEN) ............................................................. 39
3.2.2. Mô hình mới (đã và đang triển khai MEN) ................................................. 39
CHƢƠNG IV. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ PHÁT TRIỂN HỆ
THỐNG TRUYỀN HÌNH IPTV ...............................................................................42
4.1. Giải pháp lựa chọn chuẩn nén hình ảnh ........................................................ 42
4.1.1. Chuẩn nén MJPEG và Wavelet ................................................................... 42
4.1.2. Chuẩn nén MPEG-x và H.26x ..................................................................... 43
4.1.3. Chuẩn nén MPEG-2 .................................................................................... 44
4.1.4. Chuẩn nén MPEG-4 .................................................................................... 45
4.1.5. Chuẩn nén H.264/MPEG-4 Part 10/AVC ................................................... 47
4.1.6. Yêu cầu về băng thông của các chuẩn nén .................................................. 50
4.2. Các giao thức truyền tải và báo hiệu .............................................................. 50
4.2.1. Mô hình TCP/IP ............................................................................................ 50
4.2.2. Giao thức IP – Internet Protocol .................................................................. 51
4.2.3. Giao thức TCP – Transmission Control Protocol ....................................... 53
4.2.4. Giao thức UDP ............................................................................................ 56
4.2.5. Giao thức RTSP ........................................................................................... 56
4.2.6. Giao thức IGMP .......................................................................................... 59
4.2.7. Giao thức PIM ............................................................................................. 60
4.2.8. Giao thức khởi tạo phiên SIP (Session Initiation Protocol) ........................ 63
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
6
4.3. Lựa chọn công nghệ mạng truy nhập ............................................................. 67
4.3.1. Công nghệ mạng truy nhập xDSL ............................................................... 67
4.3.2. Công nghệ mạng truy nhập FTTx ............................................................... 69
4.3.3. Công nghệ mạng truy nhập Wimax ............................................................. 70
CHƢƠNG V. GIẢI PHÁP CUNG CẤP DỊCH VỤ IPTV CỦA VNPT.................72
5.1. Hạ tầng truyền tải ............................................................................................. 72
5.1.1. Mạng lõi ....................................................................................................... 72
5.1.2. Mạng gom và mạng truy nhập ..................................................................... 73
5.1.3. Mạng khách hàng ........................................................................................ 73
5.2. Triển khai dịch vụ IPTV trên mạng của VNPT ............................................ 74
5.3. Triển khai giai đoạn 1 ...................................................................................... 75
5.3.1. Mô hình đấu nối ........................................................................................... 75
5.3.2. Mô hình hoạt động ....................................................................................... 76
5.3.3. Yêu cầu về băng thông ................................................................................ 80
5.3.4. Yêu cầu tính năng thiết bị, các giao thức cần hỗ trợ ................................... 81
5.4. Triển khai giai đoạn 2 ...................................................................................... 82
5.4.1. Mô hình đấu nối ........................................................................................... 82
5.4.2. Mô hình hoạt động ....................................................................................... 83
5.4.3. Yêu cầu băng thông ..................................................................................... 85
5.4.4. Yêu cầu tính năng thiết bị, các giao thức cần hỗ trợ ................................... 86
CHƢƠNG VI. MÔ PHỎNG TRUYỀN TIN MULTICAST BẰNG GNS3 ...........88
6.1. Giới thiệu GNS3 ................................................................................................ 88
6.2. Mô phỏng giao thức IGMP và PIM bằng GNS3 ........................................... 88
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................96
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
7
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 IPTV – Công nghệ của tương lai ............................................................................................ 10 Hình 1.2 Các dịch vụ IPTV được cung cấp ........................................................................................... 11 Hình 2.1 Mô hình tổng quát hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV .............................................................. 19 Hình 2.2 Kiến trúc sản phẩm hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV ............................................................ 23 Hình 2.3 Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV ................................................................................. 27 Hình 2.4 Kiến trúc truy nhập đa kênh ảo ............................................................................................... 29 Hình 2.5 Kiến trúc truy nhập đa VLAN ................................................................................................ 30 Hình 3.1 Mạng đường trục của VNPT .................................................................................................. 36 Hình 3.2 Mô hình kết nối từ mạng lõi đến mạng gom/mạng truy nhập tại các tỉnh thành .................... 38 Hình 3.3 Mạng truy nhập và mạng gom tại các tỉnh thành chưa triển khai MEN ................................ 39 Hình 3.4 Mô hình mạng gom và mạng truy nhập tại các tỉnh thành đã tiến hành triển khai MEN........ 40 Hình 4.1 So sánh kiến trúc TCP/IP với kiến trúc OSI ........................................................................... 51 Hình 4.2 Khuôn dạng gói IP ................................................................................................................. 52 Hình 4.3 Datagram được đóng gói lại thành các khung ........................................................................ 53 Hình 4.4 Khuôn dạng gói TCP .............................................................................................................. 55 Hình 4.5 Khuôn dạng UDP datagram ................................................................................................... 56 Hình 4.6 Quá trình nhận và thông báo tới các thuê bao để join vào group G và sourse S ..................... 62 Hình 4.7 Kiến trúc của giao thức SIP .................................................................................................... 63 Hình 4.8 Ví dụ đơn giản về một phiên thiết lập, duy trì và hủy cuộc gọi bằng SIP .............................. 67 Hình 4.9 Sơ đồ triển khai ....................................................................................................................... 69 Hình 4.10 Công nghệ mạng truy nhập FTTx ........................................................................................ 69 Hình 4.11 Công nghệ mạng truy nhập Wimax ....................................................................................... 70 Hình 5.1 Các LSP được thiết lập qua mạng lõi IP/MPLS dành cho các lưu lượng unicast ................... 72 Hình 5.2 Multicast VPN được thiết lập qua mạng IP/MPLS dành cho các lưu lượng multicast ........... 73 Hình 5.3 Mô hình đấu nối hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV ................................................................. 75 Hình 5.4 Mô hình S-VLAN trong mạng truy nhập giai đoạn 1 ............................................................. 77 Hình 5.5 Truy nhập đầu cuối và địa chỉ IP giai đoạn 1 .......................................................................... 78 Hình 5.6 Lưu lượng multicast giai đoạn 1 ............................................................................................. 80 Hình 5.7 Mô hình đấu nối giai đoạn 2 ................................................................................................... 82 Hình 5.8 Lưu lượng multicast – giai đoạn 2 ......................................................................................... 84 Hình 6.1 Sơ đồ mạng lí thuyết ............................................................................................................... 88 Hình 6.2 Sơ đồ mạng trên GNS3 ........................................................................................................... 89 Hình 6.3 Cấu hình cơ bản router R1 ...................................................................................................... 89 Hình 6.4 Cấu hình địa chỉ IP router R1 .................................................................................................. 91 Hình 6.5 Định tuyến OSPF trên router R1 ............................................................................................. 91 Hình 6.6 Kiểm tra bảng định tuyến trên router R1 ................................................................................. 91 Hình 6.7 Chạy PIM DM trên các interface router R3 ............................................................................ 92 Hình 6.8. Router R4 gửi 1 gói ICMP Echo và nhận được 1 gói Reply .................................................. 93 Hình 6.9 Router R3 nhận được 2 gói Prune của R2 và R6 gửi tới ......................................................... 93 Hình 6.10 Router R4 gửi 1 gói ICMP Echo và nhận được 2 gói Reply ................................................. 94 Hình 6.11 Router R3 chỉ nhận được 1 gói Prune của R6 gửi tới ......................................................... 944
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
8
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ADS Asset Distribution System
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line
ATM Asynchronous Transfer Mode
BRAS Broadband Remote Access Server
CAS Conditional Access System
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer
EPG Electronic Program Guide
FTTx Fiber-To-The-x
HTTP Hypertext Transfer Protocol
IGMP Internet Group Management Protocol
IP Internet Protocol
IPTV Internet Protocol Television
ITU-T International Telecommunication Union -
Telecommunication Standardization Sector
MAN Metropolitan Area Network
MPEG Moving Picture Experts Group
MPLS Multiprotocol Label Switching
OSPF Open Shortest Path First
PE Provider Edge
PIM-DM Protocol Independent Multicast - Dense Mode
PIM-SM Protocol Independent Multicast - Sparse Mode
PIN Personal Identification Number
PPPoE Point-to-Point Protocol over Ethernet
QoS Quality of Service
RP Rendezvous Point
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
9
RTSP Real Time Streaming Protocol
SIP Session Initiation Protocol
STB Set Top Box
TCP Transmission Control Protocol
UDP User Datagram Protocol
VLAN Virtual Local Area Network
VoD Video on Demand
VPN Virtual Private Networks
WIMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
10
CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU IPTV VÀ CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG
1.1. Khái niệm
IPTV (Internet Protocol Television) là dịch vụ truyền tải hình ảnh kỹ thuật số tới
người sử dụng qua giao thức IP trên mạng Internet với kết nối băng thông rộng. Nó
thường được cung cấp kết hợp với VoIP, video theo yêu cầu... nên còn được gọi là
công nghệ TriplePlay (dữ liệu, âm thanh và hình ảnh). Nhưng trong một môi trường mà
thách thức nhân lên theo cấp số mũ và công nghệ phải liên tục được cập nhật, bộ ba
dịch vụ nói trên đã chuyển thành bộ tứ khi có thêm xem truyền hình Internet qua điện
thoại di động (MobileTV).
Hình 1.1 IPTV – Công nghệ của tƣơng lai
Khả năng của IPTV gần như là vô hạn và nó hứa hẹn mang đến những nội dung
kỹ thuật số chất lượng cao như video theo yêu cầu (Video-on-Demand- VoD), hội thảo,
truyền hình tương tác/trực tiếp, game, giáo dục từ xa, video blogging (vBlog), tin nhắn
nhanh qua TV...
Trước đây, công nghệ này gần như không thể hoạt động được do tốc độ kết nối
quay số quá chậm, nhưng trong vài năm tới, IPTV sẽ trở nên thịnh hành bởi hơn 100
triệu hộ gia đình trên toàn thế giới đã đăng ký thuê bao băng thông rộng. Các nhà cung
cấp dịch vụ viễn thông coi IPTV như một cơ hội để tăng doanh thu trên thị trường và là
vũ khí lợi hại chống lại sự bành trướng của truyền hình cáp.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
11
1.2. Phân loại dịch vụ IPTV
Hệ thống IPTV phát triển dựa trên hệ thống mạng băng thông rộng đang triển
khai có khả năng cung cấp được các dịch vụ như mô tả ở phần dưới đây.
Hình 1.2 Các dịch vụ IPTV đƣợc cung cấp
1.2.1. Dịch vụ truyền hình quảng bá
1.2.1.1. Live TV
Đây được hiểu là dịch vụ truyền hình số trên nền mạng IP cung cấp dạng phát
(Broadcast) những chương trình truyền hình được thu lại từ hệ thống truyền hình mặt
đất, truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh hoặc kênh truyền hình riêng tới khách hàng.
Các kênh truyền hình được thu từ những nguồn thu khác nhau, bao gồm:
Các kênh truyền hình analog của quốc gia
Các kênh truyền hình được thu miễn phí từ vệ tinh
Các kênh truyền hình đã mã hoá từ vệ tinh
Các kênh truyền hình riêng của nhà cung cấp TV.
Với giải pháp IPTV, nhà cung cấp dịch vụ có thể đóng nhiều loại kênh truyền
hình thành các gói nhằm cung cấp cho khách hàng với các gói cước linh hoạt khác
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
12
nhau. Các kênh truyền hình được hỗ trợ tính năng trả tiền theo từng kênh hoặc theo
từng thời điểm người xem muốn xem (Pay-per-View – PPV). Set-top-box (STB) có
giao diện hướng dẫn xem chương trình và kế hoạch phát sóng chương trình TV cập
nhật dễ dàng. Người xem có thể chuyển kênh thuận tiện trên STB tại đầu cuối của
khách hàng.
1.2.1.2. Time-shifted TV
Tạm dừng TV là tính năng giúp người xem có thể tạm dừng kênh truyền hình
đang phát và có thể xem tiếp sau đó. Ví dụ người xem tạm dừng khi cần nghe điện
thoại, sau khi cuộc gọi kết thúc người xem có thể xem chương trình TV tiếp tục từ thời
điểm trước đó hoặc xem tiếp như bình thường.
Giao diện và chức năng của dịch vụ được thể hiện rõ ràng, trực quan thông qua
EPG và STB, thuận tiện cho người sử dụng. Người dùng có thể xem tiếp từ thời điểm
tạm dừng và hệ thống đáp ứng kênh LiveTV như bình thường.
Hình thức này có thể tính phí linh hoạt, thu cước theo gói dịch vụ hoặc theo PPV.
1.2.1.3. Virtual Channel from VoDs
Chức năng này cho phép hệ thống ghép một số nội dung VoD tùy chọn thành một
kênh riêng và phát trên mạng. Sau khi đã kích hoạt, kênh ảo này hoạt động và có đầy
đủ các tính năng như một kênh TV bình thường.
Dịch vụ cho phép biên tập các nội dung VoD cùng thể loại (âm nhạc, thời trang,
thể thao, ..) thành một kênh chuyên đề theo thị hiếu của khách hàng. Người quản trị có
khả năng quản lý và theo dõi các kênh ảo tạo ra.
1.2.1.4. Mobile TV
Dịch vụ này là hướng phát triển tương lai đảm bảo cung cấp kênh truyền hình,
VoD và các dịch vụ của hệ thống IPTV đến các khách hàng của mạng di động.
Giải pháp hoàn chỉnh hệ thống IPTV có thể kết nối, triển khai để cung cấp dịch
vụ Mobile-TV. Việc tính cước có thể tích hợp với hệ thống Billing độc lập để có các
phương thức tính cước linh động và hiệu quả.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
13
1.2.2. Dịch vụ theo nhu cầu (On-Demand)
1.2.2.1. VoD (Video on Demand)
Đối với dịch vụ VoD, người xem lựa chọn các video (phim, video clip) trực tiếp
từ thư viện của nhà cung cấp để xem qua trên TV của khách hàng. Thư viện hỗ trợ tính
năng tìm kiếm, hiển thị danh sách và miêu tả các video cùng với việc giới thiệu độ hấp
dẫn của video. Nhằm khuyến khích khán giả mua phim, người xem sẽ được xem qua
các bản tóm tắt phim, xem trước các đoạn phim demo rồi mới quyết định có mua hay
không.
Dịch vụ VoD có những tính năng cơ bản của thiết bị ghi hình VCR như là tạm
dừng, chạy tiếp, chuyển nhanh về phía trước, chuyển nhanh về phía sau. Tính năng
chuyển nhanh về phía trước, chuyển nhanh về phía sau cần đạt được tốc độ 2X, 4X,
8X, 16X, 32X và 64X.
Hệ thống cho phép giới thiệu thông tin tóm tắt về các bộ phim và video trên giao
diện của EPG. Tùy vào mục đích kinh doanh của nhà cung cấp dịch vụ, người xem có
thể xem nhiều lần bất cứ lúc nào như ở chế độ phát sóng. Nhà cung cấp có thể gắn kèm
trailer quảng cáo và nội dung demo, hỗ trợ lưu các thông tin VoD ưa thích vào
Favourite, sau đó có thể chọn lại. Chức năng khoá chương trình, phim hoặc nội dung
không dành cho trẻ em. VoD có thể phân loại thành VoD miễn phí (Free on Demand -
FoD) và VoD trả tiền.
1.2.2.2. TVoD (TV on Demand)
Tính năng này cho phép các chương trình LiveTV được lưu lại trên server trong
một khoảng thời gian nào đó. Khách hàng sau đó có thể lựa chọn để xem lại (như đối
với VoD) các chương trình mà mình bỏ lỡ.
Thời gian lưu trữ các chương trình có thể đặt thay đổi linh động theo nhu cầu
thực tế. Hệ thống sẽ hỗ trợ cả 2 cách thức là lưu trữ theo thời gian và lưu trữ theo
chương trình được chọn nào đó.
Thông tin về cước (nếu có) đối với dịch vụ được hiển thị đúng đắn để khách hàng
đưa ra quyết định lựa chọn.
Hỗ trợ các tính năng cơ bản của thiết bị ghi hình VCR, đó là tạm dừng, chạy tiếp,
chuyển nhanh về phía trước, chuyển nhanh về phía sau. Tính năng chuyển nhanh về
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
14
phía trước, chuyển nhanh về phía sau cần đạt được tốc độ 2X, 4X, 8X, 16X, 32X và
64X.
1.2.2.3. Karaoke on Demand
Các thuê bao có thể chọn và xem các bài karaoke qua STB trên TV. Từ list các
bài karaoke đã được giới thiệu, thuê bao có thể mua một hoặc nhiều bài hát cùng lúc.
Bằng cách ghép nối thêm hệ thống âm thanh chuyên dụng, khách hàng có thể thoải mái
hát karaoke theo yêu cầu.
Hệ thống có khả năng quản lý, tìm kiếm nội dung karaoke theo yêu cầu. Tìm
kiếm theo tên bài hát hoặc tên ca sỹ, cho phép cập nhật và bổ sung các nội dung
karaoke dễ dàng. Hỗ trợ playlist lưu danh sách các bài hát được chọn. Hệ thống có chế
độ tính điểm và ghi thông tin người hát. Hỗ trợ ghi thông tin bài hát vào thư mục
Favorite.
1.2.3. Dịch vụ tƣơng tác (Interactive)
1.2.3.1. Personal Video Recorder (PVR), Client Personal Video Recording (cPVR)
Trong trường hợp này, thuê bao có thể thu lại các chương trình vào thư mục của
mình, các thuê bao sẽ trả tiền thông qua tài khoản. Đối với nội dung đã được mã hoá,
khoá giải mã sẽ được download từ trên hệ thống tại thời điểm xem nội dung. Chức
năng này để thuê bao có thể chia sẻ những hình ảnh của họ cho bạn bè và những người
thân của họ.
1.2.3.2. Networked Personal Video Recorder (nPVR)
nPVR là một thành phần mạng để ghi và phát lại nội dung của các kênh truyền
hình. Có thể không nhất thiết ghi lại tất cả các kênh truyền hình, nPVR sẽ giới hạn
trước chỉ những chương trình được chọn, những chương trình này có thể được ghi lại
với mục đích điều khiển lưu trữ dữ liệu.
EPG sẽ có nhiệm vụ xác định xem kênh nào mà nPVR có thể cung cấp. Dựa trên
“list” này, các thuê bao có thể lưu lại các chương trình mà họ chọn trong thư viện
nPVR hoặc thông qua EPG chẳng hạn như một biểu tượng hay một icon. Trong lúc
xem những chương trình do nPVR cung cấp, thuê bao có thể tuỳ thích sử dụng những
các chức năng điều khiển như Play, Pause, FF, RW. Nhà cung cấp dịch vụ sẽ thiết lập
các quy tắc ghi cho mỗi kênh TV riêng, chẳng hạn thời gian lưu trữ cho kênh được ghi.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
15
1.2.3.3. Guess và Voting
Cung cấp tính năng bình chọn trực tiếp và dịch vụ trò chơi dự đoán cho người
xem qua TV. Việc dự đoán, bình chọn được kết hợp thể hiện trực tiếp trên các chương
trình truyền hình.
Cho phép tạo các kịch bản bình chọn hoặc dự đoán dễ dàng và linh động theo
nhiều tiêu chí khác nhau. Chức năng bình chọn có thể thực hiện đồng thời trong khi
vẫn đang xem chương trình TV.
Hỗ trợ âm thanh, hình ảnh minh họa cho các đề mục đưa ra. Thao tác bình chọn,
dự đoán cần được hỗ trợ thuận tiện thông qua Remote Control.
1.2.3.4. TV –Commerce
Thương mại qua TV là các dịch vụ tương tác cho phép khách hàng trao đổi, mua
bán và đấu giá những sản phẩm được giới thiệu trên TV hoặc những chương trình
quảng cáo. Để thuê bao có thể đăng kí, thực hiện các dịch vụ này hệ thống cần hỗ trợ
các phương thức đặt hàng, thanh toán, giao hàng đến tận tay người dùng.
Hệ thống có sự đồng bộ, nhất quán từ server, middleware, EPG đến STB để cung
cấp dịch vụ đến khách hàng. Hỗ trợ giới thiệu, quảng bá các thông tin sản phẩm trên
các kênh Live TV, VoD .. một cách linh động và hiệu quả. Có giải pháp tích hợp với
hệ thống thanh toán qua ngân hàng, giải pháp đảm bảo an toàn cho Online-Payment.
1.2.3.5. Chức năng tương tác qua mobile
Dịch vụ này cho phép thuê bao có thể xem và tương tác hình ảnh thông qua các
thiết bị cầm tay như trên màn hình TV. Ngoài ra còn có thể cho phép thuê bao từ thiết
bị cầm tay của mình điều khiển mọi quá trình tương tác của STB đối với hệ thống qua
thiết bị cầm tay của mình.
Ví dụ, khi thuê bao đang bận đi công tác nhưng muốn thu một chương trình mà
họ thích xem tại một thời điểm nào đó vào bộ nhớ trên STB của mình tại nhà. Họ có
thể điều khiển thu chương trình đó từ thiết bị cầm tay của mình.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
16
1.2.4. Dịch vụ thông tin và truyền thông
1.2.4.1. Internet on TV (Web Browser)
Dịch vụ này cho phép người dùng truy cập vào những trang web trên Internet. Hệ
chức năng sẽ có các tính năng cơ bản của trình duyệt web như Back, Refresh, Stop,
History và Boookmark, ..
Các thành phần hệ thống middleware, EPG, STB có cơ chế để duyệt các trang
web và hiển thị thông tin chính xác lên màn hình. Nội dung hiển thị có thể thay đổi
font chữ theo yêu cầu. Hỗ trợ font chữ Unicode.
1.2.4.2. TV – Information
Dịch vụ này cung cấp các thông tin đến khách hàng thông qua hệ thống IPTV.
Các thông tin có thể cung cấp rất đa dạng và phong phú, bao gồm tin tức, thông tin thị
trường, mua sắm, thông tin chứng khoán, đấu giá, dự báo thời tiết, thông tin giao
thông, …
Cho phép phát triển, tích hợp thêm các dịch vụ thông tin mới vào Hệ thống IPTV
hiện tại. Các nhà cung cấp nội dung thông tin third-party có thể tích hợp vào hệ thống
để cung cấp dịch vụ.
1.2.4.3. TV Messaging
Chức năng này cho phép người xem TV có thể chat trực với nhau thông qua hệ
thống IPTV. Ngoài chat trực tiếp với nhau, khách hàng có thể chat với các người dùng
của hệ thống khác như Yahoo, MSN, các tin nhắn SMS ..
Hệ thống có thể quản lý thông tin cá nhân của các thành viên (Profile). Quản lý
danh sách bạn bè như thêm, xóa, sửa thông tin, có chế độ thông báo tới người dùng khi
có message mới đến. Quản lý thông tin Offline Message.
Ngoài ra các tính năng khác sẽ phát triển như hỗ trợ voice chat và video
(webcam), STB hỗ trợ bàn phím không dây, font chữ Unicode và tích hợp bộ gõ tiếng
Việt.
1.2.4.4. Video Conference
Hội thảo truyền hình cho phép nhiều thuê bao tham gia đối thoại trực tuyến thông
qua truyền hình. Giải pháp này cho phép tổ chức các cuộc họp, các buổi hội thảo, đào
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
17
tạo trực tuyến từ xa, người dùng có thể tham gia từ bất cứ vị trí địa lý nào miễn là có
kết nối hệ thống IPTV.
Hệ thống hỗ trợ việc thay đổi các thông số về chất lượng hình ảnh, chuẩn nén, …
cho phù hợp với băng thông của mạng lưới.
1.2.4.5. Video Phone (SIP Phone)
Điện thoại truyền hình thông qua giao thức VoIP thông dụng như SIP, H323.
Dịch vụ cho phép 2 thuê bao có thể liên lạc bằng hình ảnh và âm thanh với nhau dựa
trên chuẩn SIP/IP. Các dữ liệu âm thanh và hình ảnh sẽ được STB mã hoá và được gửi
thông qua IP tới từng thuê bao riêng biệt.
Hệ thống cung cấp dịch vụ VoIP-Phone cho phép thuê bao IPTV có thể gọi điện
cho nhau hoặc gọi ra các mạng điện thoại khác.
Hệ thống cung cấp giải pháp hoàn chỉnh cho việc tích hợp hệ thống VoIP-Phone.
Cung cấp các thiết bị tích hợp đi kèm (handset) hỗ trợ cho việc gọi điện thoại. Hỗ trợ
khả năng mở rộng, tích hợp đến các mạng điện thoại khác như fixed-phone, mobile
phone,..
1.2.5. Các dịch vụ gia tăng khác
1.2.5.1. Tin nhắn SMS/MMS
Chức năng này cho phép người dùng TV có thể gửi nhận tin nhắn SMS, MMS
đến các mạng di động. Cho phép gửi nhận tin nhắn trực tiếp giữa khách hàng của hệ
thống IPTV và khách hàng của mạng mobile.
Hệ thống có giao diện nhập tin nhắn dễ dàng, STB sẽ hỗ trợ bàn phím không dây
trong tương lai. Có chế độ cảnh báo người dùng khi có SMS mới đến.
1.2.5.2. TV Mail
Chức năng này giống như một trình email-client. Người dùng có thể gửi, nhận,
đọc trực tiếp email thông qua màn hình giao diện trên màn hình TV. Tuy nhiên hiện tại
các STB cấu hình thấp có hạn chế là không thể gửi được file đính kèm, cần phát triển
khả năng tích hợp thiết bị đầu vào (USB chẳng hạn..) để upload nội dung.
Chức năng này hỗ trợ đầy đủ chuẩn SMTP, POP3 thông dụng. Hỗ trợ các tính
năng email-client cơ bản như CC, BCC, HTML mail, chèn chữ ký (signature), sắp xếp
message theo các tiêu chí khác nhau... Cho phép cấu hình, tạo nhiều tài khoản email
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
18
kết nối gửi nhận email đến các mail-server khác nhau. Quản lý thông tin Address
Book.
1.2.5.3. Media Sharing (Photo Album)
Chức năng này cho phép khách hàng thông qua hệ thống IPTV có thể tạo, lưu trữ
và quản lý các album ảnh của mình.
Hệ thống album cho phép quản lý theo các category khác nhau. Hỗ trợ giao diện
thân thiện, EPG hiển thị dễ dàng thuận tiện. Chức năng tìm kiếm thông tin ảnh, tạo các
thư mục cá nhân (Private).
1.2.5.4. Video Blog
Dịch vụ này cho phép khách hàng IPTV có thể tạo riêng cho mình một blog có
khả năng lưu trữ các clip video. Người dùng có thể soạn thảo, thêm mới các đề mục,
bài viết dễ dàng.
Hệ thống hỗ trợ quản lý thông tin cá nhân của các thành viên (Profile), cho phép
phân quyền các thành viên khác nhau. Khách hàng có thể quản lý danh sách bạn bè
như thêm, xóa, sửa thông tin.
1.2.5.5. Global Monitoring
Ứng dụng cho theo dõi giao thông, giám sát an ninh và giám sát hộ gia đình từ xa.
Với loại hình dịch vụ này, hệ thống IPTV có thể ứng dụng cho tập khách hàng nhóm
lớn như các công ty, doanh nghiệp.
Hệ thống hỗ trợ giải pháp hoàn chỉnh cho phép tích hợp cung cấp dịch vụ trên hệ
thống IPTV đã triển khai. Cung cấp các thiết bị tích hợp đi kèm (camera, remote,..)
phía khách hàng hỗ trợ cho việc monitoring.
1.2.5.6. Game Online (Multiplayer game)
Dịch vụ cung cấp những trò chơi quy mô lớn, chơi trực tuyến và có nhiều người
chơi tham gia đồng thời.
Hệ thống có giải pháp hoàn chỉnh cho các nhà cung cấp game third-party tích hợp
vào hệ thống IPTV triển khai để cung cấp dịch vụ. Hỗ trợ tính tiền một cách linh động
và hiệu quả (tính tiền theo thời gian chơi game, các chế độ khuyến mại theo yêu cầu
...).
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
19
CHƢƠNG II. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG IPTV
2.1. Kiến trúc hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV
2.1.1. Mô hình tổng quát
Hình 2.1 Mô hình tổng quát hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV
Dịch vụ IPTV được chia làm 02 loại chính: Dịch vụ video quảng bá (Broadcast
Video) và dịch vụ video theo yêu cầu (Video on Demand – VoD).
2.1.2. Các thành phần cung cấp dịch vụ Broadcast Video
a) Bộ nén video thời gian thực
Bộ nén video thời gian thực tiếp nhận tín hiệu audio, video từ các nguồn phát
broadcast video (tín hiệu có thể ở dạng tương tự hoặc số), sau đó chuyển đổi tín hiệu
này thành luồng các gói IP mang dữ liệu audio/video ở dạng đã được nén số.
b) EPG
EPG cung cấp thông tin về các kênh truyền hình đến broadcast client chạy trên
các STB. EPG thường được xây dựng dưới dạng một HTTP server và các kênh truyền
hình được hiển thị dưới dạng các trang web. Ứng dụng EPG sẽ đảm nhận việc xác thực
và chứng thực một thuê bao đối với các dịch vụ broadcast.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
20
EPG còn cung cấp địa chỉ IP multicast được sử dụng để phát kênh truyền hình
vào mạng IP. Broadcast client dùng địa chỉ này để thực hiện giao thức IGMP trong quá
trình chọn và chuyển kênh.
c) Broadcast Client
Broadcast Client là một tiến trình ứng dụng chạy trên STB đảm nhiệm việc cung
cấp giao diện người dùng và điều khiển cho các dịch vụ Broadcast video. Broadcast
client cùng với EPG tạo ra giao diện xác thực thuê bao cho các dịch vụ. Việc xác thực
thường được thực hiện bằng các giao thức xác thực của tầng ứng dụng (Application
layer). Broadcast client hiển thị thông tin về các kênh truyền hình sử dụng dữ liệu lấy
được từ EPG và tạo ra giao diện điều khiển phục vụ thay đổi kênh bằng IGMP.
2.1.3. Các thành phần cung cấp dịch vụ VoD
a) Hệ thống phân phối nội dung
Hệ thống phân phối nội dung (Asset Distribution System – ADS) lấy nội dung
video từ các nhà cung cấp nội dung và sử dụng các qui tắc kinh doanh để phân phối nội
dung này đến những khu vực khác nhau trong hệ thống mạng của nhà cung cấp dịch
vụ.
ADS có thể được sử dụng để thay đổi các thông tin mô tả (metadata) của nội
dung video nhằm bổ sung các thông tin liên quan đến các quy tắc kinh doanh như giá
của nội dung video, gói dịch vụ của nội dung video, nội dung video có cần được mã
hóa không,… Dựa trên các quy tắc kinh doanh, ADS sẽ phân phối nội dung đến phân
hệ quản lý tài nguyên tại các video server ở các khu vực khác nhau.
b) Navigation server
Navigation server cung cấp các thông tin về nội dung VoD cho on-demand client
chạy trên STB. Navigation server thường được thực hiện bởi một HTTP server và hiển
thị thông tin về các nội dung video dưới dạng các trang web. Navigation server sử dụng
thông tin từ hệ thống quản lý tài nguyên để xác định những nội dung video nào được
hiển thị đến thuê bao. Đối với các nội dung được cung cấp dưới dạng gói thuê bao thì
navigation server có thể sử dụng thông tin trong cơ sở dữ liệu khách hàng để điều
chỉnh những thông tin được hiển thị.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
21
c) Phân hệ quản lý phiên
Phân hệ quản lý phiên là điểm liên lạc trung tâm cho các yêu cầu phiên VoD từ
on-demand client chạy trên STB. Thành phần này quản lý vòng đời của một phiên
video và đảm nhiệm việc điều phối các tài nguyên khác nhau nhằm gửi các luồng video
tương ứng với các yêu cầu từ on-demand client.
Khi nhận được một yêu cầu phiên video từ on-demand client, phân hệ quản lý
phiên sử dụng dịch vụ của phân hệ bản quyền để xác định xem thuê thuê bao có được
phép xem nội dung video mà thuê bao đang yêu cầu hay không. Nếu yêu cầu được
chấp nhận, phân hệ bản quyền sẽ trả lại các thông tin có liên quan (chẳng hạn như định
dạng mã hóa được sử dụng cho nội dung video). Sau đó, phân hệ quản lý phiên xác
định VoD server tối ưu để phục vụ thuê bao. Tiếp theo, phân hệ quản lý tài nguyên sẽ
gửi đi luồng video. Trong trường hợp nội dung cần được mã hóa, phân hệ quản lý
phiên trao đổi thông tin với hệ thống truy nhập có điều kiện (Conditional Access
System – CAS) để lấy thông tin về thuật toán mã hóa cũng như là để gửi khóa mã hóa
đến STB. Cuối cùng, các thông tin liên quan đến nội dung video (địa chỉ IP/UDP/RTP)
được gửi đến STB.
d) Phân hệ bản quyền
Phân hệ bản quyền có chức năng xác định một nội dung video chỉ được xem bởi
những thuê bao được cấp phép. Phân hệ bản quyền sử dụng các thông tin từ ADS để
xây dựng cơ sở dữ liệu cho biết các nội dung video trong các gói thuê bao khác nhau.
e) Video pump
Video pump là thành phần lưu trữ và streaming của hệ thống VoD. Video pump
chứa các thiết bị lưu trữ, nội dung video được tổ chức sao cho có thể gửi bất kỳ một
nội dung video nào với một tốc độ xác định trước. Thành phần streaming thực hiện lấy
file từ hệ thống lưu trữ và đẩy vào mạng. Video pump phải có khả năng điều khiển các
luồng video ở mức tối thiểu, ví dụ như fast-forward, rewind… phục vụ cho quá trình
xem nội dung của thuê bao.
f) Phân hệ quản lý tài nguyên
Phân hệ quản lý tài nguyên quản lý các luồng video, các thiết bị lưu trữ của một
nhóm các video pump. Phân hệ này định vị, sao chép nội dung cũng như cấp phát các
video pump cho các yêu cầu video nhận được từ phân hệ quản lý phiên.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
22
Ở đầu vào, phân hệ quản lý tài nguyên tiếp nhận nội dung từ hệ thống phân phối
nội dung và sao chép nội dung này đến các video pump mà nó quản lý. Phân hệ này sẽ
đưa ra quyết định khi nào và ở đâu cần được sao chép nội dung dựa trên các thông tin
như các thông tin quản lý từ hệ thống phân phối nội dung, các yêu cầu video từ thuê
bao.
Ở đầu ra, nó có nhiệm vụ đáp ứng các yêu cầu video từ phân hệ quản lý phiên
bằng cách chỉ ra video pump sẽ phục vụ cho yêu cầu đó.
m) On-demand client
Đây là một tiến trình ứng dụng chạy trên STB, có nhiệm vụ cung cấp giao diện
người dùng và điều khiển cho các dịch vụ video theo yêu cầu. On-demand client cung
cấp giao diện người dùng để duyệt các nội dung theo yêu cầu bằng cách sử dụng các
dịch vụ của navigation server. On-demand client cũng tương tác với phân hệ quản lý
phiên để yêu cầu một luồng video theo yêu cầu.
2.1.4. Các thành phần chung
Hệ thống truy nhập có điều kiện (Conditional Access System – CAS) đóng vai trò
là hạ tầng quản lý và phân phối các khóa mã hóa được sử dụng để mã hóa các nội dung
video. Mã hóa nội dung được sử dụng như là lớp bảo vệ thứ hai chống lại nạn ăn cắp
nội dung. Lớp bảo vệ đầu tiên cho cả dịch vụ broadcast lẫn dịch vụ theo yêu cầu được
tích hợp trong ứng dụng chạy trên STB.
Các ứng dụng chạy trên STB sử dụng cơ chế xác thực người dùng để kiểm tra
một thuê bao có được phép xem nội dung mong muốn không. Tuy nhiên, các ứng dụng
này lại không bảo vệ bản thân luồng video. CAS sử dụng các giải thuật mã hóa nội
dung để ngăn chặn những thuê bao xem nội dung trái phép.
Bởi vì truy nhập có điều kiện tạo ra thêm sự phức tạp cũng như chi phí cho hệ
thống truyền tải nên thường mã hóa nội dung bằng CAS chỉ áp dụng với những kênh
truyền hình hoặc nội dung cao cấp. Đối với dịch vụ broadcast, mã hóa được thực hiện
trong bộ nén video thời gian thực. Đối với các dịch vụ theo yêu cầu, mã hóa có thể
được thực hiện trong bộ nén video thời gian thực hoặc trong quá trình xử lý sao chép
nội dung đến các video pump.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
23
2.1.5. Kiến trúc sản phẩm
Hình 2.2 Kiến trúc sản phẩm hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV
a) Middleware
Middleware có vai trò gắn kết các thành phần logic với nhau để tạo thành một hệ
thống phần mềm phục vụ IPTV/video hoàn chỉnh. Middleware tạo ra giao diện người
dùng cho cả dịch vụ broadcast lẫn dịch vụ theo yêu cầu. Nó cũng được sử dụng để làm
nhiệm vụ của một phần mềm gắn kết tích hợp các sản phẩm của các nhà cung cấp giải
pháp ứng dụng khác. Các sản phẩm middleware thường được sử dụng để tích hợp các
VoD server, các hệ thống truy nhập có điều kiện, và các STB của các nhà sản xuất
khác nhau trong cùng một giải pháp khai thác.
Middleware cung cấp chức năng client và server cho cả dịch vụ broadcast lẫn
dịch vụ theo yêu cầu. Các thành phần cung cấp chức năng client là các ứng dụng client
chạy trên STB, trong khi các thành phần cung cấp chức năng server là EPG và
navigation server.
b) VoD server
VoD server có chức năng lưu trữ và đẩy các luồng nội dung (dưới dạng thời gian
thực) vào mạng cho các dịch vụ theo yêu cầu. VoD server bao gồm một tập hợp nhiều
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
24
video pump được quản lý bởi phân hệ quản lý tài nguyên. VoD server phối hợp cùng
với middleware và có thể được tích hợp với CAS khi yêu cầu tiền mã hóa (pre-
encryption) được sử dụng .
c) Hệ thống truy nhập có điều kiện
Hệ thống truy nhập có điều kiện (CAS) cung cấp các dịch vụ mã hóa và giải mã
hóa, các chức năng tạo và phân phối khóa mã hóa, cho các dịch vụ broadcast cũng như
các dịch vụ theo yêu cầu. CAS bao gồm phân hệ quản lý tài nguyên mã hóa, hệ thống
mã hóa (encryption engine), và tiến trình giải mã hóa video tại STB.
CAS tương tác với middleware khi sự mã hóa theo phiên được yêu cầu cho các
dịch vụ theo yêu cầu. CAS cũng có thể tương tác với middleware khi cần phân phối
khóa mã hóa giữa phân hệ quản lý tài nguyên mã hóa và tiến trình giải mã hóa trên
STB. Cuối cùng, CAS tương tác với VoD server khi tiền mã hóa được sử dụng cho một
nội dung nào đó.
2.2. Phƣơng thức phục vụ IPTV
Khi có nguồn điện, STB sẽ nhận một địa chỉ IP private bằng cách nhận thực thông
qua máy chủ DHCP (điều này chủ yếu được triển khai trong giai đoạn đầu tiên và trong
tương lai sẽ triển khai nhiều máy chủ DHCP nếu thấy cần thiết), sau đó sẽ gửi yêu cầu
của trang chủ cổng thông tin tới phần mềm Middleware. Có thể sử dụng các lựa chọn
DHCP, chẳng hạn 82 hay 60.
Bộ dữ liệu của STB sẽ tự động được đăng ký trong hệ thống quản lý Middleware
mỗi khi có một STB của khách hàng kết nối thành công với Middleware. Các địa chỉ IP
sẽ được phân bổ tức thời thông qua DHCP sao cho phù hợp với địa chỉ MAC của STB.
Vấn đề cần thiết đối với người sử dụng là cần nhập đúng mã số PIN để xác định
chính xác tên STB. Tính năng định cấu hình tự động được cài sẵn nhằm loại bỏ việc
cấu hình thủ công cho set-top box. Chỉ khi nào tài khoản được nhận dạng chính xác
trong hệ thống Middleware thì thuê bao mới nhận được dịch vụ trên set-top box.
Hệ thống Middleware sẽ kiểm tra tính hợp pháp của thuê bao (tình trạng cước và
quyền khai thác nội dung) dựa trên danh sách thuê bao trên máy chủ/cơ sở dữ liệu có
chứa ID và địa chỉ MAC của thuê bao. Thông tin này sẽ được nhập liệu ngay vào hệ
thống cùng thời gian cung cấp nội dung chương trình cho STB.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
25
Nếu xác định đúng quyền được cấp phép xem nội dung của thuê bao và số PIN
đúng, hệ thống Middleware sẽ cung cấp một trang chủ cổng thông tin cho STB (thông
tin EPG dành cho kênh quảng bá và danh sách nội dung cho yêu cầu). Chẳng hạn trang
chủ cổng thông tin sẽ cho biết thuê bao được xem nội dung chương trình dành cho bố
mẹ, chương trình phải trả phí hay tất cả các chương trình. Còn nếu không đúng quyền
được cấp phép và số PIN của thuê bao không đúng thì thông báo lỗi sẽ hiện ra. Ngoài
ra Middleware phải cung cấp EPG/danh mục nội dung bằng multicast.
Khi người dùng chọn một kênh truyền phát từ EPG, địa chỉ multicast router/
DSLAM/ BRAS gần nhất sẽ được phần mềm Middleware gửi lại bằng địa chỉ multicast
của kênh truyền phát này. STB của người dùng sẽ thực hiện giao thức quản lý nhóm
Internet v2 (IGMP v2) để gửi yêu cầu tới multicast router/ DSLAM/ BRAS gần nhất
nhằm thu được kênh truyền phát này. Và chỉ khi đó, người dùng mới có thể gia nhập
vào dòng chương trình multicast.
Hệ thống Middleware sẽ lưu giữ một dãy các địa chỉ IP kể cả địa chỉ IP của các
STB, các máy chủ VoD, máy chủ DRM…
Trường hợp người dùng chọn xem nội dung có thu phí, hệ thống Middleware có
thể xác thực người dùng này và liên kết với các máy chủ DRM để gửi khoá giải mã
chính xác tới STB của người đó.
Hệ thống Middleware có khả năng xác nhận nội dung sẽ được xem trước khi máy
chủ VoD bắt đầu phân phối các dòng RTSP tới STB. Cũng như thế, cả MW và máy
chủ nội dung sẽ cung cấp một số phương thức như đã mô tả trong tài liệu này. Thêm
nữa, Middleware còn có thể bắt đầu truyền phát nội dung từ phần cuối chương trình
quay ngược trở lại trong trường hợp tạm ngừng tải chương trình giữa chừng vì lý do
nào đó.
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,...).
Mô hình thu phí dịch vụ khá linh hoạt và có thể hoạt động trên cơ sở trả phí cho
các chương trình xem, thuê bao trọn gói xem phim chẳng hạn cho một bộ phim, việc
tính tiền sẽ dựa vào các chương trình xem.
Hệ thống DRM sẽ dựa trên các khái niệm của hệ thống PKI (Public Key
Infrastructure – Cơ sở hạ tầng khoá công cộng). PKI dùng các thẻ kỹ thuật số X.509 để
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
26
xác nhận mỗi thành tố trong hệ thống DRM đồng thời để mã hoá an toàn dữ liệu có
dùng các khoá chung/riêng.
Hệ thống Middleware sẽ cung cấp một giao diện "Subcriber_API" ("Thuê
bao_API").
Để cung cấp một dịch vụ liên tục bao gồm cả hệ thống kế thừa của nhà cung cấp,
Middleware sẽ đưa ra các giao diện API, giao diện này sẽ mở rộng khả năng thực hiện
những chức năng mới và giúp chuyển giao dữ liệu giữa các hệ thống. Từ việc thiết lập
một thuê bao trong hệ thống quản lý thuê bao của nhà cung cấp đến việc trình bày một
mẫu hoá đơn thống nhất trong hệ thống thanh toán của nhà cung cấp, tất cả đều được
Middleware thực hiện trôi chảy từ đầu đến cuối".
Người dùng sẽ được biết về việc sử dụng hiện thời và hoá đơn thanh toán của họ
trên Middleware gắn kèm với nội dung chương trình phục vụ. Qua đó, họ nắm được
thời điểm và ngày tháng bắt đầu hay ngừng sử dụng dịch vụ, số lượng phát sinh, âm
lượng/thời gian (dành cho những nội dung có thu phí). Hệ thống Middleware được đề
nghị sẽ tích hợp với hệ thống tính cước trong hoạt động này.
Người xem có thể chọn các kênh phát sóng miễn phí hoặc bất kỳ nội dung nào
khác từ STB-Remote bằng cách nhấn số kênh và bằng thao tác cuộn (chẳng hạn qua
phím số trên điều khiển từ xa hoặc qua lựa chọn của EPG trong giao diện người dùng
TV).
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
27
2.3. Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV
Hình 2.3 Kiến trúc mạng cung cấp dịch vụ IPTV
Theo kiến trúc này, hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV gồm các video site và mạng
truyền dẫn.
2.3.1. Video site
Trong hệ thống mạng, hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV được chia thành 3 khu
vực chính như sau:
SHE (Super HeadEnd).
VHO (Video Headend Office)
VSO (Video Switching Office).
a) Super Headend
Tại SHE, các kênh truyền hình quản bá được thu sóng và chuyển đổi thành các
luồng multicast thông qua các bộ nén video thời gian thực (real-time encoder). Bên
cạnh đó, tại SHE còn có hệ thống quản lý phân phối nội dung phục vụ cho các dịch vụ
video theo yêu cầu. Ngoài ra các hệ thống hỗ trợ quản trị, vận hành, bảo dưỡng, và tính
cước cũng được bố trí tại SHE. Hầu hết các phương án triển khai IPTV trên mạng cố
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
28
định đều xây dựng một SHE. Thông thường, SHE được bố trí trong mạng lõi của mạng
truyền dẫn.
b) Video Headend Office
VHO là nơi đặt hệ thống video server. Đây là nơi mà phần lớn các video pump
phục vụ cho các dịch vụ video theo yêu cầu được trang bị. Tại đây cũng có thể có các
bộ nén video thời gian thực dành cho dịch vụ broadcast video cục bộ.
Một VHO thường phục vụ trong phạm vi một đô thị. Có thể coi VHO tương
đương với một điểm POP trong dịch vụ truy nhập Internet. Kết nối giữa VHO và mạng
lõi IP/MPLS là một router biên (Distribution Edge Router – DER). DER kết nối mạng
lõi và các luồng video tại chỗ với mạng phân phối băng thông rộng để mang các luồng
video của cả dịch vụ broadcast video lẫn dịch vụ video theo yêu cầu đến VSO.
c) Video Switching Office
Các VSO chứa các router của mạng gom (Aggregation Router - AR) là các router
làm nhiệm vụ thu gom lưu lượng từ các DSLAM của mạng gom. VSO thường được
đặt tại đài chuyển mạch trung tâm (central switching office), là điểm kết cuối vật lý cho
các đường dây thuê bao. Các thiết bị của VSO sẽ kết nối mạng phân phối với mạng
gom. Lưu lượng đến và đi khỏi các DSLAM được thu gom tại các AR, AR có thể nằm
trong VSO trung gian hoặc VSO biên (terminal).
2.3.2. Mạng truyền dẫn
IPTV là một dịch vụ trong mô hình mạng cung cấp dịch vụ triple-play. Một vấn
đề quan trọng đối với mạng truyền dẫn trong kiến trúc triple-play là làm thế nào một hệ
thống mạng cung cấp được nhiều dịch vụ một cách tách biệt nhau. Trong phần này sẽ
trình bày về các vấn đề sau:
Ánh xạ dịch vụ
Kiến trúc chất lượng dịch vụ
Kiến trúc biên lớp 3
Kiến trúc multicast.
a) Ánh xạ dịch vụ
Ánh xạ dịch vụ nghĩa là ánh xạ các dịch vụ khác nhau (được cung cấp đến khách
hàng) với các topo mạng logic khác nhau của hạ tầng mạng truy nhập và mạng gom.
Khi các dịch vụ khác nhau được ánh xạ vào các topo logic khác nhau thì các dịch vụ
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
29
này sẽ được kết cuối tại các thiết bị biên lớp 3 khác nhau. Khi các dịch vụ khác nhau
được ánh xạ vào các topo logic khác nhau thì ánh xạ logic này thường xuất phát từ thiết
bị CPE tại thuê bao. Như vậy, cần có những phương án khác nhau để mang ánh xạ này
đi bằng cách sử dụng các phương thức đóng gói trong mạng truy nhập cũng như mạng
gom.
Ánh xạ dịch vụ trong mạng truy nhập: Có 3 phương án ánh xạ dịch vụ trong mạng
truy nhập, đó là:
Kiến trúc truy nhập đa kênh ảo (Multi-VC)
Kiến trúc truy nhập EtherType
Kiến trúc truy nhập đa VLAN (Multi-VLAN).
Kiến trúc truy nhập đa kênh ảo. Trong kiến trúc này, các kênh ảo ATM (hay
ATM VC) riêng rẽ được sử dụng để phân biệt các không gian địa chỉ khác nhau cho
từng loại dịch vụ. Các VC này cũng được sử dụng để áp các tham số chất lượng dịch
vụ cho từng loại dịch vụ. Trong hình 4, DSLAM ánh xạ các ATM VC trên đường day
ADSL vào các VLAN dịch vụ trên đường uplink.
Hình 2.4 Kiến trúc truy nhập đa kênh ảo
Kiến trúc truy nhập EtherType. Với kiến trúc này, trường EtherType trong
khung Ethernet được sử dụng để phân biệt hai không gian địa chỉ khác nhau. Ở đây, giả
sử rằng dịch vụ Internet sử dụng phương thức đóng gói PPPoE, còn dịch vụ video sử
dụng phương thức đóng gói IP. Khi các gói IP và PPP được mang trong khung
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
30
Ethernet, trường EtherType được sử dụng để phân biệt hai loại gói này. Một điểm đáng
chú ý là dịch vụ thoại phải được mang trong 1 trong 2 topo logic được mô tả bởi
trường EtherType trong khung Ethernet. Nghĩa là hoặc dịch vụ thoại được mang trong
khung Ethernet với trường EtherType là IP hoặc dịch thoại được mang trong khung
Ethernet với trường EtherType là PPPoE.
Do một VC được sử dụng cho tất cả các dịch vụ nên chất lượng dịch vụ được
quyết định bởi các tham số chất lượng dịch vụ lớp Ethernet hoặc lớp IP. Trong hình 5,
DSLAM ánh xạ các giá trị EtherType khác nhau vào các VLAN dịch vụ khác nhau.
Kiến trúc truy nhập đa VLAN. Trong kiến trúc truy nhập da VLAN, phương thức
đóng gói 802.1q được sử dụng trên các đường truyền ADSL, các VLAN ID khác nhau
được sử dụng để phân biệt các không gian địa chỉ của các dịch vụ khác nhau. Sau đó,
DSLAM thực hiện các VLAN ID này trên đường uplink vào một tập VLAN ID khác
dùng để nhận dạng không gian địa chỉ trên link đó.
Trong mô hình này, một VC được sử dụng cho tất cả các dịch vụ. Do đó, cũng
giống như kiến trúc truy nhập EtherType, chất lượng dịch vụ được quyết định bởi các
tham số chất lượng dịch vụ lớp Ethernet hoặc lớp IP. Trong hình 7, DSLAM ánh xạ
VLAN ID trên đường truyền ADSL vào các VLAN dịch vụ trên đường uplink.
Hình 2.5 Kiến trúc truy nhập đa VLAN
Ánh xạ dịch vụ trong mạng truy nhập. Có hai kiến trúc khác nhau để ánh các dịch
vụ từ thuê bao vào các VLAN trong mạng gom Ethernet: là kiến trúc N:1 VLAN và
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
31
kiến trúc 1:1 VLAN. Điểm khác biệt giữa hai kiến trúc này là cách thức ánh xạ các
đường dây thuê bao và các dịch vụ vào các VLAN:
Kiến trúc N:1 VLAN ánh xạ nhiều đường dây thuê bao và dịch vụ vào cùng
một VLAN.
Kiến trúc 1:1 VLAN: ánh xạ mỗi dường dây thuê bao vào một VLAN riêng
rẽ.
Mô hình N:1 VLAN. Trong mô hình N:1 VLAN, nhiều thuê bao và nhiều dịch vụ
được ánh xạ vào một VLAN trong mạng gom Ethernet. Có nhiều cách để ánh xạ các
nhóm thuê bao và dịch vụ vào các VLAN.
Ví dụ, mỗi VLAN trong mô hình này có thể được sử dụng để gom tất cả các thuê
bao của cùng một dịch vụ. Khi sử dụng mô hình này, tất cả các thuê bao ứng với một
dịch vụ và một DSLAM được ánh xạ vào một VLAN duy nhất. DSLAM thực hiện
chức năng chuyển tiếp (Ethernet bridge) giữa các đường dây DSL mà DSLAM đã gom
vào một VLAN với VLAN trên Ethernet uplink. Một trong những vấn đề về bảo mật
liên quan đến chuyển tiếp Ethernet là một thuê bao có thể xem được thông tin của một
thuê bao khác. Vì vậy, các DSLAM phải có khả năng ngăn chặn hiện tượng chuyển
tiếp giữa các đường dây DSL và đường Ethernet uplink.
Mô hình 1:1 VLAN. Trong mô hình 1:1 VLAN, mỗi đường dây thuê bao được
nhận diện trong mạng gom thông qua một VLAN ID. Kiến trúc này tương tự nhue kiến
trúc gom các đường truyền DSL theo ATM trước đây, bởi vì mõi thuê bao trong kiến
trúc ATM được nhận diện tại BRAS bởi một kênh ảo ATM. Vì số lượng bit VLAN tag
theo 802.1q là 12 nên trong trường hợp số lượng thuê bao lớn hơn 4096 thì mạng gom
lớp 2 phải sử dụng đóng gói 802.1ad (hay còn gọi là Q-in-Q). Trong mô hình này,
DSLAM phải ánh xạ đường dây thuê bao vào một VLAN tag ở đường Ethernet uplink.
Khi sử dụng đóng gói 802.1q thì DSLAM ánh xạ đường dây DSL vào một 802.1a
VLAN ID. Trong trường hợp đóng gói 802.1ad thì DSLAM phải ánh xạ đường dây
DSL vào một cặp 802.1ad tag trong (inner) và ngoài (outer).
b) Kiến trúc chất lượng dịch vụ
Chất lượng dịch vụ tại mạng truy nhập và mạng gom có thể thực hiện theo 2 kiến
trúc khác nhau: kiến trúc tập trung và kiến trúc phân tán.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
32
Kiến trúc tập trung
Trong kiến trúc chất lượng dịch vụ tập trung, tất cả các chức năng chất lượng dịch
vụ được thực hiện tại BRAS nếu các thiết bị mạng gom lớp 2 và DSLAM không có
khả năng thực hiện chất lượng dịch vụ. Trong kiến trúc này, tất cả các dịch vụ đều đi
qua một nut BRAS duy nhất. Như vậy, với phương án thực hiện như thế này thì việc
sao chép các luồng multicast sẽ được thực hiện tại BRAS.
Kiến trúc phân tán
Trong kiến trúc chất lượng dịch vụ phân tán, chất lượng dịch vụ được thực hiện
bằng cách lập lịch cho các link vật lý. Với phương án này, mỗi link vật lý phải có khả
năng phân loại lưu lượng và dựa theo một thứ tự đã cấu hình sẵn để áp dụng chất lượng
dịch vụ.
c) Kiến trúc biên lớp 3
Kiến trúc biên lớp 3 được phân làm kiến trúc: Single-edge và multi-edge
Single- edge
Với kiến trúc này, tất cả các dịch vụ đều được kết cuối tại một nút BRAS duy
nhất. Vì vậy, kiến trúc này phải sử dụng kiến trúc chất lượng dịch vụ tập trung.
Multi-edge
Trong kiến trúc multi-edge, các dịch vụ khác nhau được kết cuối tại các thiết bị
lớp 3 khác nhau. Điều này có thể thực hiện bằng cách ánh xạ các dịch vụ khác nhau
vào các VLAN ID khác nhau tại DSLAM, hoặc sử dụng phân giải ARP với các nut lớp
3 khác nhau với các địa chỉ subnet khác nhau.
d) Kiến trúc multicast
Kiến trúc multicast cũng được chia thành kiến trúc tập trung và kiến trúc phân
tán.
Kiến trúc tập trung
Trong kiến trúc tập trung, sao chép các luồng multicast được thực hiện tập trung
tại một nút BRAS. Điều này ảnh hưởng khá nhiều đến băng thông được sử dụng cho
dịch vụ broadcast video vì tất cả các luồng multicast đều được gửi unicast từ BRAS.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
33
Kiến trúc phân tán
Trong kiến trúc phân tán, tất cả các nút lớp 3, mạng gom và mạng truy nhập đều
có khả năng thực sao chép các luồng multicast. Các nút lớp 3 sử dụng IP multicast để
sao chép các luồng multicast, trong khi đó các thiết bị lớp 2 sử dụng IGMP snooping.
Khi sử dụng kiến trúc phân tán thì cũng có nghĩa là sử dụng mô hình N:1 VLAN
cho dịch vụ multicast video. Một VLAN duy nhất được sử dụng cho luồng video
multicast, điều này cho phép chỉ tạo ra một bản sao duy nhất của luồng multicast cho
nhiều thuê bao. Với kiến trúc này thì chất lượng dịch vụ cũng được thực hiện theo kiến
trúc phân tán.
2.4. Những yêu cầu đặt ra cho dịch vụ video
2.4.1. Băng thông rộng
So với các dịch vụ thoại, Internet thì băng thông dành cho các dịch vụ video cao
hơn nhiều. Một luồng video với độ phân giải chuẩn (standard-definition) với chuẩn nén
MPGE-4/H.264 yêu cầu băng thông 2Mbps.
Đối với hạ tầng mạng truy nhập DSL thì có thể thấy rằng đường truyền DSL
thường chỉ có khả năng truyền đồng thời từ 1 đến 2 luồng video cùng một lúc. Điều
này có nghĩa là thuê bao chỉ có thể xem đồng thời 2 kênh truyền hình hay 2 nội dung
video.
Bên cạnh đó, bởi vì các dịch vụ theo yêu cầu hoạt động theo phương thức unicast,
trong khi dịch vụ broadcast video hoạt động theo phương thức multicast nên có thể nói
băng thông dành cho các dịch vụ theo yêu cầu trong mạng phân phối cũng như mạng
gom lớn hơn rất nhiều so với dịch vụ Broadcast video.
2.4.2. Băng thông không đối xứng
Lưu lượng video (bao gồm cả theo yêu cầu lẫn broadcast) đều được truyền đi
trong mạng theo một hướng (hướng xuống). Chỉ có các thông tin điều khiển là được
truyền di theo hướng ngược lại (hướng lên). Do đó, chi phí về hạ tầng có thể giảm bớt
khi xây dựng các liên kết đơn hướng.
2.4.3. Chất lƣợng dịch vụ
Chất lượng video khi truyền trên mạng IP phải đảm bảo không bị giảm sút so với
các loại hình truyền hình thông thường (truyền hình cáp, số, vệ tinh). Để đảm bảo sự
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
34
suy giảm chất lượng video khi truyền qua mạng IP khó nhận biết được từ phía khách
hàng cần cố gắng hạn chế sự xuất hiện của các lỗi suy giảm chất lượng mà khách hàng
có thể nhận biết dễ dàng.
Khác với các dịch vụ Internet, thoại, đối với các dịch vụ video thì việc mất gói
ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng hình ảnh. Do đó, yêu cầu đặt ra cho các dịch vụ video
ngặt nghèo hơn so với các dịch vụ khác. Tỉ lệ mất gói phải đảm bảo ở mức nhỏ nhất có
thể.
2.4.4. Sự sẵn sàng của dịch vụ
Mỗi loại dịch vụ có một mức độ sẵn sàng khác nhau. Các dịch vụ broadcast có
tính chất quan trọng là tính thời gian thực, thuê bao không thể quay trở lại để xem đoạn
chương trình đã phát. Do đó sự sẵn sàng đặt ra đối với dịch vụ broadcast là rất cao.
Trong khi đó, đối với các dịch vụ video theo yêu cầu thì thuê bao hoàn toàn có
thể xem lại cũng như bỏ qua một đoạn nội dung nào đó. Hơn nữa tỉ lệ thuê bao sử dụng
dịch vụ này tối đa cũng chỉ nằm trong khoảng từ 10% đến 20%. Do đó, yêu cầu về tính
sẵn sàng đối với dịch vụ này thấp hơn đáng kể so với dịch vụ broadcast.
2.4.5. Thời gian chuyển kênh đối với dịch vụ Broadcast
Một chỉ tiêu quan trọng đối với các dịch vụ broadcast video là thời gian mà thuê
bao phải chờ đợi khi chuyển từ một kênh này sang một kênh khác. Đối với các dịch vụ
truyền hình tương tự, khoảng thời gian này gần như là tức thời. Đối với các dịch truyền
hình số, khoảng thời gian này nằm trong khoảng từ 1 đến 1.5 giây. Lý do của hiện
tượng này là do trong truyền hình số, tín hiệu video được mã hóa theo các chuẩn nén
nên cần một khoảng thời gian nhất định để giải nén tín hiệu.
Đặc điểm của các chuẩn nén là chia tín hiệu hình tương tự thành một chuỗi các
khung ảnh tĩnh và thực hiện các giải thuật đánh giá để loại bỏ sự dư thừa thông tin
cũng như xác định chuyển động. Các loại khung hình được sử dụng gồm có: khung I,
khung B, và khung P. Trong số này khung I là khung mang đầy đủ thông tin, có tính
chất quyết định đến sự hiển thị chính xác của hình ảnh. Trên thực tế, các khung I không
được gửi đi liên tục mà được gửi đi xen kẽ cùng các khung B và khung P. Khoảng thời
gian giữa 2 khung I liên tiếp sẽ quyết định thời gian chuyển kênh.
Trong mạng IP, bên cạnh giải thuật nén, các yếu tố sau cũng ảnh hưởng đến
khoảng thời gian giữa các khung I (đối với thiết bị đẩu cuối – STB):
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
35
Đặc điểm của STB
Trễ do giao thức multicast
Các yêu cầu về bảo mật, bản quyền.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
36
CHƢƠNG III. HIỆN TRẠNG CƠ SỞ HẠ TẦNG MẠNG VIỄN THÔNG CỦA
VNPT
3.1. Mạng đƣờng trục
PE/
BRASs
Core router
M160
Core router
M160
Core router
M160
PE/
BRASs
PE/
BRASs
Hình 3.1 Mạng đƣờng trục của VNPT
Mạng đường trục của VNPT có nhiệm vụ truyền dẫn các lưu lượng thông tin liên
tỉnh cũng như thông tin đi quốc tế. Hệ thống mạng đường trục gồm các core router, các
PE và BRAS.
Hiện nay, mạng lõi VNPT gồm 3 core router Juniper M160 đặt tại Hà Nội, Đà
Nẵng, và Thành phố Hồ Chí Minh. Với các core router này, năng lực chuyển mạch của
mạng lõi có thể lên đến 160 Mbps.
Dòng router M-series của Juniper hỗ trợ nhiều mô hình dịch vụ mới:
Đồng thời chạy các dịch vụ khác nhau: Layer 2 Virtual Circuit, Layer 2
VPN, Layer 2.5 interworking VPN, Layer 3 1547 VPN, VPLS, IPSec, IP over
IP, và GRE.
Khả năng mở rộng lớn, có thể hỗ trợ hàng nghìn VPN
Điều khiển chất lượng dịch vụ với các chỉ số trễ và jitter thấp cộng với
hiệu quả cao trong hỗ trợ các dịch vụ thoại, video và các ứng dụng thời gian
thực khác.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
37
Có thể áp dụng các mô hình dịch vụ theo DLCI, VP (Virtual Path), VC
(Virtual Circuit), VLAN, kênh thuê riêng, và theo chất lượng dịch vụ.
Phân loại, giới hạn tốc độ, điều khiển, lập lịch xoay vòng, lập lịch theo mức
độ ưu tiên,… áp dụng trong vận hành hệ thống.
Ánh xạ chất lượng dịch vụ lớp 2 (802.1p, CLP, DE) với chất lượng dịch vụ
lớp 3 (IP DSCP, MPLS EXP).
Hỗ trợ IPv6 (thực hiện bằng phần cứng, IPv6 over MPLS, IPv6 over IPv4
GRE tunnel, IPv6/IPv4 dual stack).
Hỗ trợ multicast: IGMP v1/v2/v3, PIM-SM, PIM-DM, MLD, SSM, RP,
MSDP, BSR, multicast trong các VPN MPLS/BGP.
Các core router được kết nối vòng với nhau bằng các giao diện POS (Packet Over
SDH). Mạng đường trục hiện nay sử dụng công nghệ truyền dẫn SDH. Giao diện kết
nối giữa các core router sử dụng khung STM-16 với dung lượng 2.5 Gbps.
Từ các core router, mạng lõi kết nối đến hệ thống mạng gom và mạng truy nhập
của VNPT thông qua các PE và các BRAS. Các BRAS hiện nay chủ yếu là các router
Juniper E-series mà cụ thể là ERX-1410 (năng lực chuyển mạch lên đến 10Gbps). Đa
số các tỉnh hiện nay đang sử dụng cùng một thiết bị đóng vai trò làm BRAS và PE.
Riêng tại Hà Nội, Đà Nẵng, và Thành phố Hồ Chí Minh thì sử dụng PE là các router
Juniper M20.
Các PE, BRAS kết nối đến các core router theo cấu trúc dạng sao.
Kết nối giữa PE/BRAS và core router thực hiện qua các giao diện POS, đóng
gói trong các khung truyền dẫn STM-1 (dung lượng 155 Mbps) hoặc STM-4
(dung lượng 622 Mbps). Riêng tại Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí
Minh, kết nối từ PE/BRAS đến các core router là các giao diện GE (dung
lượng 1Gbps).
Hiện nay, VNPT đang tiến hành chuyển đổi toàn bộ hệ thống mạng sang mạng
thế hệ mới (Next Generation Network – NGN). Trong đó, mạng lõi sẽ sử dụng công
nghệ chuyển mạch nhãn MPLS trên nền tảng IP (IP/MPLS). Toàn bộ mạng lõi hiện
nay đã vận hành theo giao thức IP/MPLS.
Với hiện trạng này, các lưu lượng unicast và multicast qua mạng lõi theo phương
án sau:
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
38
Đối với các lưu lượng unicast: thiết lập các đường chuyển mạch nhãn
LSP từ nguồn đến đích, cụ thể là từ một PE/BRAS này đến một PE/BRAS
khác.
Đối với các lưu lượng multicast sử dụng multicast VPN giữa các
PE/BRAS khác nhau trong cùng một nhóm multicast.
Dự kiến, khi triển khai NGN hoàn tất, mô hình kết nối mạng lõi và mạng
gom/mạng truy nhập của các tỉnh thành như sau:
MAN B
MAN Z
MAN Y
Core switch
Core switch
Core switch
Core switch
Core switch
Core switch
PE
PE
PE
PE
PE
PE
LSR LSR
LSR LSRLSR
IP/MPLS core
network
Core switch
Core switch
PE
PE
MAN A
Hình 3.2 Mô hình kết nối từ mạng lõi đến mạng gom/mạng truy nhập tại các tỉnh thành
3.2. Mạng gom và mạng truy nhập
Mạng gom và mạng truy nhập của VNPT do các bưu điện tỉnh thành quản lý.
Hiện nay VNPT đang tiến hành xây dựng hệ thống mạng gom và mạng truy nhập theo
mô hình mạng MEN (Metro Ethernet Network). Các mạng MEN kết nối vào mạng lõi
IP/MPLS qua các PE/BRAS. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi này chưa hoàn tất, một
số tỉnh đã triển khai, một số tỉnh chưa triển khai. Do đó, trong hệ thống mạng gom và
mạng truy nhập của VNPT đang tồn tại song song cả hai mô hình.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
39
3.2.1. Mô hình cũ (chƣa triển khai MEN)
Kết nối từ mạng các bưu điện tỉnh thành đến mạng core thông qua PE/BRAS.
Mạng truy nhập của các bưu điện tỉnh thành có cấu trúc sao, phân thành nhiều cấp:
Hệ thống các DSLAM được kết nối đến các switch lớp 2 hoặc kết nối
trực tiếp đến các access switch.
Các switch lớp 2 (và các DSLAM) được tập trung tại access switch trước
khi chuyển tiếp lên PE/BRAS.
Trong hệ thống tồn tại song song cả ATM-DSLAM và IP-DSLAM.
Mạng truy nhập hoạt động hoàn toàn ở lớp 2.
Kết nối từ các ATM-DSLAM đến các switch lớp 2 cũng như các access
switch thường là STM-1. Trong khi đó, với các IP-DSLAM mới triển khai thì
các kết nối này là các kết nối GE.
PE/BRAS
DSLAMs
Access switch
Layer 2
swtich
IP/MPLS core network
Hình 3.3 Mạng truy nhập và mạng gom tại các tỉnh thành chƣa triển khai MEN
3.2.2. Mô hình mới (đã và đang triển khai MEN)
Đối với các tỉnh thành đã triển khai mạng MEN, hệ thống mạng được chia làm 2
thành phần: phần lõi và phần truy nhập.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
40
Phần lõi của mạng MEN bao gồm từ 3 đến 4 thiết bị Carrier Ethernet cỡ lớn (còn
gọi là các core switch) kết nối vòng với nhau (sử dụng công nghệ RPR). Dung lượng
tối thiểu của vòng core là 10Gbps.
IP/MPLS core network
Core switch
Core switch
Core switch
PE
Core ring
Access ring
Access ring
Core switch
Access switch Access switch
Access switch
Access switch
Access switch
Access switchAccess switch
Access switch
DSLAM
DSLAM
PE
Hình 3.4 Mô hình mạng gom và mạng truy nhập tại các tỉnh thành đã tiến hành triển khai MEN
Các core switch kết nối vào mạng lõi của VNPT thông qua các PE/BRAS. Dự
kiến, khi xây dựng hoàn tất, mỗi mạng MEN sẽ kết nối vào mạng lõi của VNPT qua 2
PE kết nối full-mesh với 2 core switch của MEN. Kết nối từ core switch đến PE
thường là kết nối GE.
Phần truy nhập bao gồm các DSLAM, các thiết bị MSAN, và các thiết bị Carrier
Ethernet khác (còn gọi là các access switch).
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
41
Các DSLAM kết nối dạng sao đến các access switch bằng các giao diện GE. Dự
kiến sẽ dần thay thế tất cả các ATM-DSLAM bằng các IP-DSLAM.
Kết nối giữa các access switch và các core switch có thể theo cấu trúc dạng
vòng, dạng mesh hoặc dạng sao sử dụng các giao diện GE.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
42
CHƢƠNG IV. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT, CÔNG NGHỆ PHÁT TRIỂN HỆ
THỐNG TRUYỀN HÌNH IPTV
Nguyên tắc lựa chọn giải pháp kỹ thuật, công nghệ dựa trên các giải pháp kỹ thuật
phù hợp với thực trạng mạng lưới của VNPT, để cung cấp dịch vụ IPTV với chất lượng
tốt nhất tới khách hàng.
4.1. Giải pháp lựa chọn 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 nhờ kỹ thuật
số hoặc qua đường dây điện thoại ...
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 MPEG-1/ MPEG-2/
MPEG-4. Nhìn chung, có 02 nhóm tiêu chuẩn chủ yếu là nhóm 1 gồm định dạng nén
MJPEG và Wavelet và nhóm 2 gồm các định dạng chuẩn còn lại.
4.1.1. Chuẩn nén MJPEG và Wavelet
Tính chất chung của các ảnh số là tương quan giữa các pixel ở cạnh nhau lớn,
điều này dẫn tới dư thừa thông tin để biểu diễn ảnh. Việc dư thừa thông tin dẫn tới việc
mã hoá không tối ưu. Do vậy cần tìm phương án biểu diễn ảnh với tương quan nhỏ
nhất để giảm thiểu độ dư thừa thông tin của ảnh.
Có 2 kiểu dư thừa thông tin sau:
Dư thừa trong miền không gian: là tương quan giữa không gian pixel của ảnh
(các pixel lân cận của ảnh có giá trị gần giống nhau, trừ những pixel ở giáp
đường biên ảnh).
Dư thừa trong miền tần số: là tương quan giữa những dải màu hoặc các dải
phổ khác nhau.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
43
Trọng tâm của các nghiên cứu về nén ảnh là giảm bớt một số bit để biểu diễn ảnh
bằng việc loại bỏ dư thừa trong miền không gian và miền tần số càng nhiều càng tốt.
Các chuẩn nén MJPEG và Wavelet đều tuân theo nguyên tắc tìm ra các phần tử dư
thừa miền không gian (mỗi Frame nén tự động). Trong khi đó, đặc trưng của các chuẩn
nén thuộc nhóm 2 là loại bỏ dư thừa ở cả miền không gian và miền tần số của ảnh.
MPEG là định dạng nén ảnh lâu đời nhất và đã được dùng phổ biến. Khi dùng
chuẩn nén MJPEG, ảnh được phân chia thành các khối vuông ảnh, mỗi khối vuông có
kích thước 8 x 8 pixel và biểu diễn mức xám của 64 điểm ảnh. Mã hoá biến đổi cosin
rời rạc DCT (Discrete Cosin Tranform) trong chuẩn nén này khai thác sự tương đồng
giữa các pixel trong mỗi khối để lấy ra các biểu diễn ảnh với tương quan nhỏ. Chuỗi
biểu diễn sẽ bị rút ngắn tuỳ theo mức nén của hệ thống hiện hành với qui trình rút ngắn
chuỗi biểu diễn. Vì vậy, hình ảnh sau khi giải nén thường có nhiều sai lệch so với ảnh
gốc.
Ở chuẩn nén Wavelet, thay vì mã hoá theo từng khối 8 x 8, việc thực hiện trên
toàn bộ bề mặt ảnh, một loạt các bộ phận lọc ở khâu chuyển đổi sẽ phân tích các dữ
kiện về từng điểm ảnh và cho ra một tập các hệ số. Do chuẩn Wavelet có tác dụng với
toàn bộ bề mặt ảnh nên các sai lệch ở ảnh giải nén sẽ khác với MJPEG. Hiệu ứng ghép
mảnh không xảy đến với ảnh được quan sát nhưng độ phân giải hình ảnh giảm cũng
như một vài vết mờ sẽ xuất hiện.
Các định dạng Wavelet và MJPEG đều gây ra hiện tượng mất thông tin ở ảnh giải
nén. Sự dư thừa khả năng lưu ảnh ở mắt người cảm thụ khi dùng chuẩn nén Wavelet ít
hơn MJPEG 30%.
4.1.2. Chuẩn nén MPEG-x và H.26x
MPEG không phải là một công cụ nén đơn lẻ mà ưu điểm của ảnh nén dùng
MPEG là ở chỗ MPEG có một tập hợp các công cụ mã hoá chuẩn, chúng có thể kết
hợp với nhau một cách linh động để phục vụ cho một loạt các ứng dụng khác nhau.
Nguyên lý chung của nén tín hiệu video là loại bỏ sự dư thừa về không gian (spatial
redundancy) và sự dư thừa về thời gian (temporal redundancy). Trong MPEG, việc loại
bỏ sự dư thừa về thời gian (nén liên ảnh) được thực hiện trước hết nhờ sử dụng tính
chất giữa các ảnh liên tiếp. Dùng tính chất này để tạo ra các bức ảnh mới nhờ vào
thông tin từ những bức ảnh gửi trước đó. Do vậy ở phía bộ mã hoá chỉ cần giữ lại
những ảnh có sự thay đổi so với ảnh trước, sau đó dùng phương pháp nén về không
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
44
gian trong những bức ảnh sai khác này. Nói một cách cụ thể, nguyên lý chung của các
chuẩn nén là phỏng đoán trước chuyển động của các frame ở bộ mã hoá. Mỗi frame ở
tại một thời điểm nhất định sẽ có nhiều khả năng giống với các frame đứng ngay trước
và sau đó. Các bộ mã hoá sẽ tiến hành quét lần lượt những phần nhỏ trong mỗi frame
(marco blocks) và phát hiện ra marco block nào không thay đổi từ frame này tới frame
khác. Phía bên thu, tức bộ giải mã đã lưu trữ sẵn những thông tin không thay đổi từ
frame này tới frame khác, chúng được dùng để điền thêm vào vị trí trống trong ảnh
được khôi phục.
Tuy nhiên, do sự tương đồng giữa các frame rất lớn nên sự phát hiện ra các sai
lệch là rất khó. Do vậy ảnh khôi phục khó đạt được như ảnh gốc. Điều này đồng nghĩa
với việc chất lượng ảnh cũng tương tự như khi dùng chuẩn Wavelet và MJPEG, nhưng
dung lượng kênh truyền và không gian lưu trữ của các chuẩn nén H.26x và MPEG-x là
nhỏ hơn (ví dụ như không gian lưu trữ của chuẩn H.263 nhỏ hơn Motion JPEG từ 3 tới
5 lần). Sự khác biệt giữa các chuẩn nén này (như ở H.26x và MPEG-x) chủ yếu nằm ở
khâu tiên đoán các frame mới và cách thức tính toán sai lệch giữa các frame hiện tại và
frame phỏng đoán. Chuẩn nén H.26x (gồm các thế hệ H.261, H.262 và H.263, ...),
thường có tốc độ mã hoá tín hiệu thấp hơn MPEG-x (khoảng 1,5 Mbps với độ phân
giải hình 352 x 288) do dùng chủ yếu trong viễn thông. Trong khi đó, chuẩn MPEG-2
dùng cho thị trường giải trí có độ phân giải hình cao hơn, và mang lại chất lượng hình
ảnh tốt (cao hơn 1,5 Mbps với độ phân giải 352x288 hoặc 6 Mbps cho phân giải hoàn
chỉnh).
4.1.3. Chuẩn nén MPEG-2
MPEG-2, ra đời năm 1994, là tên của một nhóm các tiêu chuẩn mã hóa cho tín
hiệu âm thanh và hình ảnh số, được chấp thuận bởi MPEG (Moving Picture Expert
Group) và được công bố trong tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 13818. MPEG-2 thường
được sử dụng để mã hóa âm thanh và hình ảnh cho các tín hiệu broadcast bao gồm
truyền hình vệ tinh quảng bá trực tiếp và truyền hình cáp. MPEG-2 với một số sửa đổi
cũng là khuôn dạng được sử dụng bởi các phim DVD thương mại tiêu chuẩn.
MPEG-2 bao gồm các phần chính sau:
MPEG-2 Video part (Part 2): tương tự MPEG-1, nhưng chỉ hỗ trợ video xen kẽ
(interlaced video, là khuôn dạng được sử dụng cho các hệ thống truyền hình
quảng bá). MPEG-2 video không được tối ưu hóa cho các tốc độ bit thấp (nhỏ
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
45
hơn 1 Mbps), nhưng lại thực hiện tốt hơn MPEG-1 ở tốc độ 3 Mbps và cao hơn.
Tất cả các bộ giải mã tín hiệu video tuân theo chuẩn MPEG-2 hoàn toàn có khả
năng phát lại các luồng video MPEG-1. Do có nhiều cải tiến, MPEG-2 video và
các hệ thống MPEG-2 được sử dụng trong hầu hết các hệ thống truyền dẫn
HDTV.
MPEG-2 Audio part (Part 3): cải tiến chức năng amm thanh của MPEG-1 bằng
cách cho phép mã hóa các chương trình âm thanh với nhiều hơn hai kênh. Part 3
cũng cũng tương thích với chuẩn trước, cho phép các bộ giải mã âm thanh
MPEG-1 giải mã các thành phần âm thanh nổi (stereo).
MPEG-2 được dùng để mã hóa hình ảnh động và âm thanh và để tạo ra ba kiểu
khung số liệu (intra frame, forward predictive frame và bidirectional pridicted frame)
có thể được sắp xếp theo một trật tự cụ thể gọi là cấu trúc nhóm các hình ảnh (group of
pictures, GOP).
Một luồng video MPEG-2 được tạo nên bởi một chuỗi các khung số liệu mã hóa
hình ảnh. Có ba cách để mã hóa một hình ảnh là: intra-coded (I picture), forward
predictive (P picture) và bidirectional predictive (B picture). Các hình ảnh của luồng
video được phân ra thành một kênh chứa thông tin về độ sáng (luminance, còn gọi là
kênh Y) và hai kênh thành phần mầu (chrominance, còn gọi là các tín hiệu mầu phân
biệt Cb và Cr).
MPEG-2 sử dụng các chuẩn mã hóa âm thanh mới, đó là:
Mã hóa tốc độ bit thấp với tần số lấy mấu giảm đi một nửa (MPEG-1 Layer
1/2/3 LSF).
Mã hóa đa kênh, lên đến 5.1 kênh
MPEG-2 AAC.
4.1.4. Chuẩn nén MPEG-4
So với các chuẩn nén đã nêu ở trên, chuẩn MPEG-4 là định dạng nén hình ảnh tiên
tiến nhất, đáp ứng những đòi hỏi về kỹ thuật cũng như phù hợp với nhiều loại thị
trường.
Với nỗ lực không ngừng để đưa ra thị trường sản phẩm ưu việt nhất của ngành
công nghiệp . Máy ghi hình kỹ thuật số chuẩn MPEG-4 với bản chất là một thiết bị thu
hình kỹ thuật số có hiệu suất cao, được chọn để đáp ứng nhu cầu cấp thiết của thị
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
46
trường về một định dạng nén ảnh hoàn hảo với tính năng nổi trội là, có thể thu được hệ
thống lớn các nguồn hình ảnh.
MPEG-4 thực sự là một dạng nén ảnh mang tính đột phá của công nghệ nén hình
đương đại, thể hiện rõ nét ở những tiêu chuẩn sau:
Áp dụng những tiêu chuẩn có tính mở cao với sự hỗ trợ đắc lực từ ngành công
nghiệp an ninh và công nghiệp máy tính.
Hiệu suất lớn
Khả năng truyền theo dòng và mạng lưới
Tối thiểu hoá dung lượng kênh truyền và không gian lưu trữ trong khi vẫn giữ
được tính trung thực của ảnh.
Chuẩn MPEG-4 cung cấp các phân bộ trong kết cấu logic và năng lực giải mã
từng dòng bit riêng rẽ. Một profile (chất lượng của video) là một phân bộ xác định trên
toàn bit stream (điều chỉnh bit stream và bộ phân giải màu), một level (độ phân giải của
video) sẽ xác định một số tiêu chí bắt buộc cho tham số của bức ảnh (kích thước ảnh,
số lượng bit, ...).
Những chuẩn nén MPEG-4 có profile dạng đơn giản chiếm lĩnh đa phần thị
trường. MPEG-4 đã được phát triển và hoàn thiện trở thành định dạng nén hình tiên
tiến, hoàn hảo, với tiêu chí tập trung phát triển những nhân tố giúp tăng cường chất
lượng hình ảnh, cũng như phục vụ đắc lực cho các thiết bị giám sát có các frame dạng
chữ nhật. Mỗi bit stream hiển thị trong định dạng nén MPEG-4 cung cấp một mô tả
mang tính phân tầng về hình ảnh hiển thị. Từng lớp dữ liệu được đưa vào luồng bit bởi
những mật mã đặc biệt gọi là mật mã khởi nguồn.
Mỗi vật thể ảnh có thể được mã hoá dưới dạng đa lớp (scalable) hoặc đơn lớp
(non scalable).
VOL (video object layer) sẽ hỗ trợ quá trình mã hoá đa lớp. Một vật thể ảnh
được mã hoá dưới dạng đa lớp không gian hoặc đa lớp thời gian, đi từ phân giải thô tới
phân giải tinh. Bộ phận giải mã có thể đạt được độ phân giải hình mong muốn, tuỳ theo
những thông số như diải thông tần hiện có, hiệu suất máy và theo mong muốn của
người dùng.
Có 02 loại VOL, loại thứ nhất mang đầy đủ chức năng của định dạng nén MPEG-
4, loại còn lại với những chức năng được giảm bớt (VOL với header dạng ngăn). Loại
VOL này giúp luồng bit tương thích với đường biên ở H.263.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
47
VOP (Video object plane)- ảnh được mã hoá độc lập hoặc mã hoá trên cơ sở tham
khảo các ảnh khác qua khâu bù chuyển động ở bộ giải mã. Mỗi frame ảnh thông
thường được biểu diễn bởi một VOP dạng chữ nhật.
Với chuẩn nén MPEG-4, có 3 kiểu khác nhau để mã hoá cho khối ảnh:
VOP được mã hoá độc lập. Trong trường hợp này VOP được mã hoá gọi là
Intra VOP (I-VOP).
VOP được tiên đoán qua kỹ thuật bù chuyển động nhờ một VOP khác đã được
tiên đoán trước đó. Đó là loại P-VOP (Predicted VOP).
VOP được tiên đoán dựa trên các VOP trước và sau nó thuộc dạng B-VOP
(Bidirectiional Interpolated VOP).
B-VOP được thêm vào dựa trên I-VOP và P-VOP. Ngoài việc có thể nâng cao
chất lượng hình ảnh khi dùng, một ưu điểm khác của B-VOP là dùng kỹ thuật đa lớp
thời gian. Với kỹ thuật này, Frame dữ liệu hiển thị được tăng cường. Những lớp tăng
cường đưa thông tin vào giữa các lớp frame.
Định dạng nén ảnh MPEG-4 hỗ trợ quá trình lượng tử hoá, do vậy cũng giúp đáp
ứng những đòi hỏi khác nhau về tốc độ bít. Lượng tử hoá đã có ở các chuẩn nén như
H.263 và MPEG-1, MPEG-2. Bộ phận mã hoá ở định dạng nén của MPEG-4 cũng
tương thích với những bộ mã hóa trong các chuẩn nén trước đây.
4.1.5. Chuẩn nén H.264/MPEG-4 Part 10/AVC
H.264, hay MPEG-4 Part 10, còn gọi là AVC (Advanced Video Coding), là chuẩn
mã hóa tín hiệu video số được dùng để nén các tín hiệu số liệu ở mức cao. H.264 được
viết bởi ITU-T Video Coding Exterts Group (VCEG) cùng với ISO/IEC MPEG như
một nỗ lực hợp tác có chọn lọc mang tên Joint Video Team (JVT). Chuẩn ITU-T H.264
và chuẩn ISO/IEC MPEG-4 Part 10 (trước đây là ISO/IEC 14496-10) là hoàn toàn
giống nhau về mặt kỹ thuật.
H.264 được đặt tên theo dòng tiêu chuẩn H.26x của ITU-T, trong khi AVC theo
phía ISO/IEC MPEG. Mục đích của H.264 là tạo ra một chuẩn có khả năng cung cấp
chất lượng video cao ở tốc độ bit thấp hơn hẳn (bằng một nửa hoặc thấp hơn nữa) so
với yêu cầu của các chuẩn trước đó (MPEG-2, H.263 hay MPEG-2 Part 2) mà không
làm tăng nhiều sự phức tạp trong thiết triển khai. Một mục tiêu khác đó là cho phép
tiêu chuẩn được áp dụng cho nhiều kiểu ứng dụng (cho cả tốc độ bit thấp và cao, và cả
độ phân giải video thấp và cao) và có thể làm việc tốt trên nhiều kiểu mạng và hệ thống
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
48
(quảng bá, lưu trữ DVD, mạng gói RTP/IP, các hệ thống điện thoại đa phương tiện của
ITU-T).
JVT gần đây đã hoàn thiện việc phát triển một số mở rộng so với chuẩn ban đầu,
được biết đến với tên gọi Mở rộng phạm vi độ trung thực (Fidelity Range Extensions,
FRExt). Các mở rộng này hỗ trợ mã hóa video trung thực cao bằng cách tăng độ chính
xác lấy mẫu (bao gồm mã hóa 10 bit và 12 bit) và thông tin mầu sắc độ phân giải cao
(bao gồm các cấu trúc lấy mẫu YUV 4:2:2 và YUV 4:4:4). Nhiều đặc điểm khác cũng
được thêm vào trong các mở rộng FRExt như chuyển đổi thích ứng giữa các khối 4x4
và 8x8, các ma trận trọng số lượng tử hóa dựa trên cảm biến của các bộ mã hóa cụ thể,
hỗ trợ thêm nhiều không gian màu sắc, ...
Một số tính năng mới của H.264/MPEG-4 Part 10 cho phép chuẩn này nén các tín
hiệu video hiệu quả hơn so với các chuẩn cũ và và linh hoạt hơn cho các ứng dụng
trong các môi trường mạng.
Một số các tính năng quan trọng đó là:
Bù chuyển động đa hình sử dụng các hình ảnh đã được mã hóa trước đó làm tham
chiếu theo cách linh hoạt hơn các chuẩn cũ, cho phép lên tới 32 hình ảnh tham
chiếu được sử dụng (các chuẩn cũ chỉ sử dụng 1, hoặc 2 với trường hợp B
picture). Tính năng đặc biệt này cho phép cải thiện tốc độ bit và chất lượng trong
hầu hết các trường hợp.
Bù chuyển động block có kích thước biến đổi với kích thước block rộng đến
16x16 và nhỏ đến 4x4, cho phép phân mảnh chính xác các vùng chuyển động.
Cấu trúc cặp macroblock, cho phép các macroblock kích thước 16x16 (so với
16x8 ở MPEG-2).
Độ chính xác bù chuyển động lên đến 1/4 pixel, cho phép thể hiện chính xác các
dịch chuyển của vùng chuyển động.
Đánh số khung, cho phép tạo ra các chuỗi con (điều chỉnh về thời gian bằng cách
gộp một ảnh giữa các ảnh khác), phát hiện và giấu các hình bị mất (xảy ra do mất
gói trên mạng hoặc lỗi kênh).
Đếm thứ tự hình, cho phép giữ các hình và các giá trị mẫu theo trật tự trong các
hình được giải mã tách biệt với thông tin định thời (cho phép thông tin định thời
được chuyển đi và điều khiển độc lập bởi hệ thống mà không ảnh hưởng đến nội
dung hình ảnh được giải mã).
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
49
Các kỹ thuật này, cùng với nhiều kỹ thuật khác, làm cho H.264 hoạt động tốt hơn
so với các tiêu chuẩn trước, trong nhiều trường hợp và môi trường ứng dụng khác
nhau.
H.264 thường làm việc tốt hơn rất nhiều so với MPEG-2, cho chất lượng tốt hơn
ở tốc độ bít chỉ bằng một nửa hoặc thấp hơn so với yêu cầu của MPEG-2. H.264 cung
cấp các profile sau:
Baseline profile (BP): Dùng cho các ứng dụng chi phí thấp đòi hỏi ít tài nguyên
hơn, chủ yếu dùng cho các ứng dung hội nghị truyền hình và di động.
Main Profile (MP): Dùng cho các ứng dụng quảng bá và lưu trữ.
Extended profile (XP): Có khả năng nén khá cao, giảm thiểu khả năng mất dữ
liệu.
High Profile (HiP): Dùng cho các ứng dụng quảng bá và lưu trữ đĩa, đặc biệt cho
các ứng dụng truyền hình yêu cầu độ nét cao (HD-DVD, Bluray disc).
High 10 Profile (Hi10P): Được xây dựng bên trên của HiP, hỗ trợ độ 10 bit trên
một mẫu của độ chính xác của hình ảnh được giải mã.
High 4:2:2 Profile (Hi422P): dùng cho các ứng dụng chuyên nghiệp sử dụng
video quét xen kẽ, được xây dựng bên trên của Hi10P, hỗ trợ khuôn dạng lấy mẫu
sắc độ 4:2:2 trong khi sử dụng 10 bit trên một mẫu của độ chính xác của hình ảnh
được giải mã.
High 4:4:4 Profile (Hi444P): được xây dựng bên trên của Hi422P, hỗ trợ lấy mẫu
sắc độ 4:4:4, lên đến 12 bit trên một mẫu.
MPEG đã tích hợp đầy đủ các hỗ trợ của H.264/AVC vào các hệ thống tiêu chuẩn
của mình (MPEG-2 và MPEG-4) và các tập tin đa phương tiện theo tiêu chuẩn ISO.
ITU-T đã đưa H.264/AVC vào bộ tiêu chuẩn H.32x cho hệ thống điện thoại đa
phương tiện. Dựa trên các tiêu chuẩn ITU-T, H.264/AVC được sử dụng rộng rãi cho
ứng dụng hội nghị truyền hình, và đã được ứng dụng trong các sản phẩm của các công
ty chiếm ưu thế trên thị trường (như Polycom và Tendberg). Điều quan trọng hơn cả là
tất cả các sản phẩm hội nghị truyền hình mới đều hỗ trợ H.264/AVC.
H.264 cũng được sử dụng trong nhiều loại dịch vụ Video-on-Demand trên
Internet để cung cấp phim và các show diễn truyền hình trực tiếp đến máy tính và máy
thu hình và có khả năng sẽ thay thế chuẩn mã hóa H.262/MPEG-2 hiện tại đang sử
dụng trong các hệ thống truyền hình số quảng bá mặt đất và vệ tinh.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
50
4.1.6. Yêu cầu về băng thông của các chuẩn nén
So sánh hoạt động của chuẩn nén khác nhau như trong bảng dưới đây:
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
MPEG-4 Part 10
H.264 2 - 4 Mbps 8 - 10 Mbps Multi video
Bảng 1. Yêu cầu về băng thông đối với 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.
4.2. Các giao thức truyền tải và báo hiệu
4.2.1. Mô hình TCP/IP
Trước khi tìm hiểu về các giao thức truyền tải trong mạng IP, ta nói qua một chút
về mô hình TCP/IP. TCP/IP thực chất là một họ giao thức cùng làm việc với nhau để
cung cấp các phương tiện truyền thông liên mạng. Hình 2-1 mô tả sự tương ứng giữa
mô hình TCP/IP với mô hình 7 lớp OSI.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
51
Hình 4.1 So sánh kiến trúc TCP/IP với kiến trúc OSI
Điểm khác biệt dễ nhận thấy là ở cách phân tầng, lớp. TCP/IP có 4 tầng trong khi
đó, OSI có 7 tầng. Hai tầng được thêm vào đó là tầng trình diễn. và tầng phiên. Tầng
ứng dụng, tầng trình diễn và tầng phiên trong OSI tương ứng với tần ứng dụng và dịch
vụ của TCP/IP.
4.2.2. Giao thức IP – Internet Protocol
Chức năng chính của IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành một
liên mạng để truyền dữ liệu. IP là một giao thức kiểu “không liên kết” nghĩa là không
cần phải thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu.
Khuôn dạng gói IP
Đơn vị dữ liệu dùng trong IP là datagram. Khuôn dạng gói datagram được chỉ ra
trong hình 2-2
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
52
Hình 4.2 Khuôn dạng gói IP
Ý nghĩa của các tham số như sau:
- VER (4 bits): Chỉ ra phiên bản hiện hành của IP được cài đặt
- IHL (4 bits): Chỉ độ dài phần đầu (Internet Header Length) của datagram, tính
theo đơn vị word (32bits). Độ dài tối thiểu là 5 words = 20 bytes.
- Type of Service (8 bits): Đặc tả tham số về dịch vụ
- Total Length (16 bits): Chỉ độ dài của toàn bộ datagram bao gồm cả phần
header (tính theo đơn vị byte)
- Identification (16 bits): Cùng với các tham số khác (như Source Address và
Destination Address) tham số này dùng để định danh duy nhất cho một
datagram trong khoảng thời gian nó vẫn còn trên liên mạng.
- Frags (3 bits): Liên quan đến sự phân đoạn các datagram
- Fragment Offsets (13 bits): Chỉ vị trí của đoạn (fragment) ở trong datagram,
tính theo đơn vị 64 bits, có nghĩa là mỗi đoạn (trừ đoạn cuối cùng) phải chứa
một vùng dữ liệu có độ dài là bội số của 64 bits.
- Time to Live (8 bits): Quy định thời gian tồn tại (tính bằng giây) của datagram
trong liên mạng để tránh tình trạng một datagram bị quẩn trên liên mạng. Thời
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
53
gian này được cho bởi trạm gửi và được giảm đi (thường quy ước là 1 đơn vị)
khi datagram đi qua mỗi router trên mạng.
- Protocol (8 bits): Chỉ giao thức tầng trên kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm
đích (hiện tại thường là UDP hoặc TCP được cài đặt trên IP)
- Header Checksum (16 bits): mã kiểm soát lỗi 16 bits theo phương pháp CRC,
chỉ cho vùng header.
- Source Address (32 bits): Địa chỉ của trạm nguồn
- Destination Address (32 bits): Địa chỉ của trạm đích
- Options (độ dài thay đổi): khai báo các options do người gửi yêu cầu.
- Padding (độ dài thay đổi): vùng đệm được dung để đảm bảo cho phần header
luôn kết thúc ở một mốc 32 bits.
- Data (độ dài thay đổi): vùng dữ liệu, có độ dài là bội số của 8 bits, và tối đa là
65535 bytes.
Khi được truyền trên mạng, các datagram được gắn thêm phần mào đầu (header)
tạo thành các khung (frame) do đường truyền vật lý không xác định được các
datagram. Toàn bộ datagram sẽ được nằm trong vùng dữ liệu của frame như hình 2-3
dưới đây:
Hình 4.3 Datagram đƣợc đóng gói lại thành các khung
4.2.3. Giao thức TCP – Transmission Control Protocol
Giao thức TCP là giao thức điều khiển truyền thông hướng kết nối và có độ tin
cậy cao. TCP cung cấp là giao thức được xây dựng phức tạp hơn UDP rất nhiều, ngoài
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
54
các dịch vụ như UDP, TCP còn cung cấp các dịch vụ khác cho ứng dụng. Dịch vụ quan
trọng nhất là truyền dữ liệu có độ tin cậy cao, các cơ chế điều khiển lưu lượng và kiểm
soát tắc nghẽn, đánh số thứ tự và số thứ tự bên nhận, bộ định thời,....Cụ thể TCP cung
cấp các dịch vụ sau:
Thiết lập liên kết: TCP là giao thức hướng kết nối, trước khi gửi dữ liệu cần
thiết lập trước đường truyền (chính là 1 liên kết logic giữa hai thực thể TCP),
thủ tục này gọi là thủ tục “bắt tay”. Liên kết được thiết lập phải đảm bảo tính
chính xác và độ tin cậy, một liên kết khi không còn đủ độ tin cậy thì sẽ bị huỷ
bỏ và thiết lập lại. Khi quá trình truyền tin hoàn thành thì kết nối được giải
phóng .
Cung cấp đường truyền hai chiều (song công - full duplex).
Đảm bảo độ tin cậy: Giao thức TCP cung cấp các tham số kiểm tra cùng với số
thứ tự (Sequence number), xác nhận (ACKnowledge ) và kiểm tra lỗi tổng
(Checksum). Các segment được đánh số tuần tự, cách làm này nhằm mục đích
loại bỏ các segment bị trùng lặp hay không đúng yêu cầu. Tại bên thu, khi nhận
được các segment thực hiện việc kiểm tra nhờ trường checksum. Nếu segment
nhận được không lỗi hay lặp, tín hiệu ACK sẽ được gửi trả lại bên phát để
khẳng định dữ liệu nhận tốt. Ngược lại nếu segment nhận được bị lỗi hay bị
trùng lặp thì segment này sẽ được loại bỏ và bên thu sẽ gửi một tin hiệu yêu cầu
bên phát phát lại segment bị lỗi đó, bằng cơ chế này sẽ đảm bảo tính chính xác
và độ tin cậy cho dữ liệu.
Cung cấp các dịch vụ (chức năng) kiểm tra đường truyền, cho phép điều khiển
luồng và điều khiển tắc nghẽn.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
55
Hình 4.4 Khuôn dạng gói TCP
Đơn vị dữ liệu của TCP là segment (đoạn dữ liệu) có khuôn dạng được mô tả ở
hình 2-5.
Một tiến trình ứng dụng trong một host truy nhập vào các dịch vụ của TCP cung
cấp thông qua một cổng. Một cổng kết hợp với một địa chỉ IP tạo thành một socket duy
nhất trong liên mạng. Dịch vụ TCP được cung cấp nhờ một liên kết logic giữa một cặp
socket. Một socket có thể tham gia nhiều liên kết ở xa khác nhau. Trước khi truyền dữ
liệu giữa hai trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu
cầu truyền dữ liệu thì liên kết được giải phóng.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
56
4.2.4. Giao thức UDP
UDP là giao thức “không liên kết” được dùng thay thế cho TCP trên IP theo yêu
cầu của ứng dụng. Khác với TCP, UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng các
liên kết, tương tự như IP. Nó cũng không cung cấp các cơ chế báo nhận, không sắp xếp
tuần tự các đơn vị dữ liệu đến và có thể xảy ra tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà
không hề có thông báo cho người gửi. UDP cũng cung cấp cơ chế gán và quản lý các
số hiệu cổng để định danh duy nhất các ứng dụng chạy trên trạm của mạng. Do ít chức
năng phức tạp nên UDP có xu thế hoạt động nhanh hơn TCP. Nó thường dùng cho các
ứng dụng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận. Khuôn dạng UDP datagram
trong hình 2-6 đơn giản hơn nhiều so với TCP segment.
Hình 4.5 Khuôn dạng UDP datagram
4.2.5. Giao thức RTSP
Giao thức RTSP được phát triển bởi IETF và thành lập vào năm 1998 với chuẩn
RFC 2326. Đây là giao thức được ứng dụng để điều khiển dữ liệu với thời gian thực.
RTSP cung cấp một khung làm việc cho phép điều khiển theo yêu cầu về thời gian
thực, giống như audio và video. Nguồn dữ liệu có thể bao gồm cả dữ liệu sống và clip
lưu trữ. Đây là giao thức dành cho phát triển dữ liệu đa phương tiện , cung cấp cách
phân phát các kênh như UDP, TCP và việc đó đảm bảo theo thời gian thực. Điều khiển
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
57
luồng bởi RTSP có thể sử dụng RTP , nhưng sự hoạt động của RTSP là không phụ
thuộc vào kỹ thuật vận chuyển để truyền data. Giao thức được cố tình giả lập trong cú
pháp và hoạt động tới HTTP/1.1, vì mở rộng kỹ thuật tới HTTP có thể là hầu hết các
trường hợp địa chỉ tới RTSP. Tuy nhiên ở RTSP có sự khác biệt quan trọng về lý
thuyết so với HTTP:
RTSP giới thiệu một số phương pháp mới và có sự khác giao thức xác nhận
Một RTSP server cần xác định trạng thái bằng cách mặc định hầu hết tất cả các
trường hợp, tương phản với trạng thái tự nhiên của HTTP.
Cả RSTP server và client có thể đưa ra yêu cầu
Dữ liệu mang đi out-of-band bằng giao thức khác.
Giao thức RTSP có một số những đặc điểm sau đây:
+ Khả năng mở rộng. Phương pháp mới và các thông số có thể dễ dàng thêm vào
RTSP.
+ Dễ dàng phân tích. Giao thức RTSP có thể dễ dàng phần tích bằng tiêu chuẩn
HTTP hoặc MIME.
+ Bảo mật. RTSP sử dụng kỹ thuật bảo mật web. Tất cả kỹ thuật nhận thực đều
cơ bản và chứng thực đều trực tiếp được áp dụng. Một số có thể dừng lại hoặc bảo mật
ở lớp mạng.
+ Vận chuyển độc lập. RTSP có thể sử dụng một trong hai phương pháp truyền
gói tin không tin cậy UDP, hoặc là giao thức luồng tin cậy TCP được thực hiện ở lớp
ứng dụng đáng tin cậy.
+ Khả năng chạy nhiều server. Mỗi một luồng media giữa các phần trình diễn có
thể đặt tại các server khác nhau. Các client sẽ tự động thiết lập một vài phiên điều
khiển hiện tại với các server media khác nhau. Giữa chúng được đồng bộ với nhau ở
lớp giao vận.
+ Điều khiển thiết bị ghi. Giao thức này có thể điều khiển cả 2 quá trình ghi và
chạy lại thiết bị, hoặc cũng có thể nằm xen kẽ giữa hai mode.
+ Điều khiển luồng và hội nghị ban đầu. Điều khiển luồng đã đưa ra từ lời mời
của server tới hội nghị. Chỉ có những yêu cầu hội nghị là một trong hai cung cấp hoặc
là có thể sử dụng tạo ra hội nghị riêng. Trong thực tế SIP và H323 có thể sử dụng mời
một server tới hội nghị.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
58
+ Phù hợp với những ứng dụng cá nhân. RTSP hỗ trợ frame level thông qua
SMPTE cho phép chỉnh sửa từ xa.
+ Proxy và firewall tiện lợi. Giao thức nên sẵn sàng xử lý bởi cả hai ứng dụng và
lớp giao vận. Một firewall có thể không hiểu cách setup và mở tiện ích cho UDP
media.
Mở rộng giao thức RTSP
Không phải tất cả các server đều có một chức năng giống nhau, các server media
cần thiết sẽ được hỗ trợ các yêu cầu khác nhau. Ví dụ:
Một server có thể chỉ có khả năng Playback theo cách đó thì không cần hỗ trợ
yêu cầu record.
Một server có thể không có khả năng tìm kiếm nếu nó chỉ hỗ trợ các sự kiện
sống.
Một số server có thể không hỗ trợ các thông số luồng và theo cách đó nó không
hỗ trợ get-parameter và set-parameter.
Giao thức RTSP có thể mở rộng ra theo ba cách, danh sách ở đây đưa ra hợp lệ
theo việc thay đổi độ lớn được hỗ trợ:
Hiện nay phương pháp có thể mở rộng với các thông số mới, các thông số dài có
thể an toàn khi bỏ qua bằng cách nhận về. Nếu máy client cần phủ định thừa lại
ACK khi mà phương pháp mở rộng không được hỗ trợ, một tag tương ứng với
phần mở rộng có thể thêm vào theo yêu cầu.
Một phương pháp mới có thể đưa vào .Nếu nhận một bản tin mà không hiểu bản
tin yêu cầu gì, nó sẽ trả lời với lỗi 501 (không thể thực hiện) và bên gửi không
nên cố thử lại. Một client có thể sử dụng lựa chọn phương pháp để đòi hỏi về
cách hỗ trợ bởi server. Các server nên đưa ra một danh sách các phương pháp mà
nó hỗ trợ sử dụng.
Một phiên bản mới của giao thức có thể được định nghĩa để cho phép hầu hết tất
cả giao diện thay đổi.
Bản tin RTSP
Giao thức RTSP là giao thức cơ bản sử dụng ISO 10646 kí tự đặt trong UTE – 8
encoding. Đường giới hạn bởi CRLF nhưng mà người nhận sẽ nên chuẩn bị để hiểu
được CR và LF bằng chính bản thân gới hạn.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
59
Với 10646 kí tự được sắp xếp để tránh sự chồng chéo, nhưng mà nó không xuất
hiện các ứng dụng như là US-ASCII đã được sử dụng. Nó được mã hóa có thể sử dụng
cho giao thức RTCP. ISO 8859-1 biên dịch trực tiếp vào Unicode với octer cao nhất là
không. Bản tin RTSP có thể truyền qua các giao thức thấp hơn lớp giao vận.
Ứng dụng của giao thức RTSP
Công nghệ IPTV là công nghệ đòi hỏi tín hiệu được truyền đi theo thời gian thực.
Chính vì vậy mà giao thức RTSP có ý nghĩa rất quan trọng. Giao thức RTSP hỗ trợ
trong việc truyền tín hiệu multicast để có thể truyền các kênh truyền hình. Để có thể
xem được các kênh truyền hình thì tín hiệu nhận được phải theo thời gian thực.
4.2.6. Giao thức IGMP
Giao thức IGMP phát triển từ giao thức Host Membership Protocol, được mô tả
trong tài liệu của Deering. Giao thức IGMP có ba phiên bản verion 1, verion 2,và
verion 3. IGMP phát triển từ IGMPv1 (RFC1112) đến IGMPv2 (RFC2236) và đến
phiên bản cuối cùng IGMPv3 (RFC3376). Các thông điệp IGMP được gửi bên trong
gói tin IP với trường protocol number bằng 2, trong đó trường TTL có giá trị bằng 1.
Các gói IGMP chỉ được truyền trong LAN và không được tiếp tục chuyển sang LAN
khác do giá trị TTL của nó.
Hai mục đích quan trọng nhất của IGMP là:
Thông báo cho router multicast rằng có một máy muốn nhận multicast traffic của
một nhóm cụ thể.
Thông báo cho router rằng một có một máy muốn rời một nhóm multicast (nói
cách khác, có một máy không còn quan tâm đến việc nhận multicast traffic nữa).
Các router thường dùng IGMP để duy trì thông tin cho từng cổng của router là
những nhóm multicast nào router cần phải chuyển và những host nào muốn nhận.
Trước khi một host có thể nhận bất kỳ một multicast traffic nào, một ứng dụng
multicast phải được cài đặt và chạy trên host đó. Sau khi một host tham gia vào một
nhóm, phần mềm sẽ tính toán địa chỉ multicast và sau đó card mạng sẽ bắt đầu lắng
nghe địa chỉ multicast MAC. Trước khi một host hoặc một người dùng muốn tham gia
vào một nhóm, người dùng cần phải biết nhóm nào đang tồn tại và làm thế nào để tham
gia vào nhóm đó. Đối với các ứng dụng mức doanh nghiệp, người dùng chỉ cần đơn
giản nhấp vào một link trên một trang web hoặc địa chỉ multicast có thể cấu hình trước
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
60
trên client. Ví dụ, một người dùng có thể được yêu cầu để log vào một máy chủ và xác
thực bằng tên và người dùng. Nếu tên người dùng được xác thực, ứng dụng multicast
sẽ tự động cài trên PC của người dùng, nghĩa là người dùng đã tham gia vào nhóm
multicast. Khi người dùng không còn muốn dùng ứng dụng multicast nữa, người dùng
phải rời khỏi nhóm. Ví dụ, người dùng đơn giản chỉ cần đóng ứng dụng multicast để
rời khỏi nhóm. Đối với cơ chế multicast, một người dùng cần phải tìm ra ứng dụng nào
họ muốn chạy, địa chỉ multicast được dùng bởi ứng dụng.
Làm thế nào một router biết được các máy cần nghe multicast traffic? Để nhận
multicast traffic từ một nguồn, cả nguồn và các máy nhận đầu tiên phải gia nhập (join)
vào một nhóm multicast. Nhóm này được xác định thông qua địa chỉ multicast. Một
host có thể tham gia vào một nhóm multicast bằng cách gửi các yêu cầu đến router gần
nhất. Tác vụ này được thực hiện thông qua giao thức IGMP. IGMPv1 được định nghĩa
trong RFC1112 và bản cải tiến của nó, IGMPv2 được định nghĩa trong RFC2236. Khi
có vài host muốn tham gia vào nhóm, giao thức PIM sẽ thông báo cho nhau giữa các
router và hình thành nên cây multicast giữa các routers. IGMP và ICMP có nhiều điểm
tương đồng, cùng chia sẽ một vài chức năng tương tự. IGMP cũng đóng gói trong gói
tin IP (protocol number 2), nhưng IGMP giới hạn chỉ trong một kết nối lớp 2. Để đảm
bảo router không bao giờ tiếp tục chuyển gói tin đi, trường TTL của IGMP luôn có giá
trị bằng 1.
4.2.7. Giao thức PIM
Giao thức PIM là giao thức xử lý gói tin multicast độc lập nhau. Hiện nay có ba
loại PIM đang được sử dụng là : PIM-SM , PIM-DM , PIM-SSM
a.Giao thức PIM-SM( Protocol independent multicast – sparse mode)
Giao thức định tuyến chế độ sparse được sử dụng khi có ít số lượng các ứng dụng
multicast. Các giao thức PIM chế độ sparse không truyền lưu lượng của nhóm tới bất
kỳ router nào trừ phi nó nhận được một thông điệp yêu cầu các bản sao của các gói tin
được gửi tới một nhóm multicast đặc biệt.
Một router láng giềng yêu cầu các gói chỉ nhằm một trong hai mục đích :
Router đã nhận được một yêu cầu nhận gói tin từ một vài router láng giềng
Một host trên một phân đoạn mạng đã gửi thông điệp IGMP join cho nhóm đó.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
61
PIM-SM hoạt động với một chiến lược khác hẳn với PIM-DM mặc dù cơ chế của
giao thức không hoàn toàn đối lập. PIM-SM giả sử rằng không có máy nào muốn nhận
lưu lượng multicast cho đến khi nào các máy chủ động hỏi. Kết quả là, cho đến khi nào
trong một subnet có một máy yêu cầu nhận multicast thì multicast mới được phân phối
vào subnet đó. Với PIM-SM, các router downstream phải yêu cầu nhận multicast dùng
thông điệp PIM Join. Khi các router nhận được các thông điệp này, các router bên dưới
phải định kỳ gửi thông điệp Join lên router upstream. Nếu khác đi, router upstream sẽ
không đưa lưu lượng xuống, đặt kết nối vào trong trạng thái prune. Tiến trình này thì
ngược lại với tiến trình được dùng trong PIM-DM, trong đó mặc định là phát tán lưu
lượng multicast với các router downstream cần phải liên tục gửi thông điệp Prune hay
thông điệp làm mới trạng thái State refresh để giữ cho một kết nối là trong trạng thái
prune. PIM-SM phù hợp khi chỉ có những tỉ lệ nhỏ các phân đoạn mạng nhận lưu
lượng multicast.
b.Giao thức PIM-DM ( dense mode)
Giao thức PIM-DM thường được sử dụng khi mà lưu lượng luồng multicast là rất
lớn. PIM-DM luôn có một cổng trong trạng thái prune trong khoảng ba phút. Các thông
điệp prune liệt kê một nguồn và nhóm. Đối với giao thức PIM-DM này thì bất cứ khi
nào một router nhận được thông điệp prune nó sẽ tìm một hang (S, G) SPT trong bảng
định tuyến multicast và đánh dấu các cổng trong đó thông điệp prune là nhận được.
Tuy nhiên , các router cũng thiết lập giá trị prune timer, và thường thì mặc định là
khoảng 3 phút, để sao cho trong khoảng 3 phút cổng này được đặt trong trạng thái
forwarding . Để có thể khắc phục được những tình trạng như là các kết nối bị loại bỏ,
liên kết bị loại bỏ và sau 3 phút thì các link tiếp tục hoạt động thì ở PIM-DM có cơ chế
làm mới trạng thái stase refresh. Các thông điệp làm mới trạng thái đã khắc phục được
sự yếu kém của PIM-DM trong tiến trình pruning.
Trong giao thức PIM-DM các router còn gửi thông điệp Graft để router nhận
được đưa một cổng vào trạng thái forwarding cho một nhóm multicast nào đó.
Giao thức PIM-DM nhận biết các thiết bị láng giềng bằng cách trao đổi các gói
“hello”. Thông tin láng giềng này được dùng trước để xây dựng cây đến tất cả các láng
giềng. Sau đó, các nhánh của cây sẽ lần lượt được loại bỏ. Nếu một dòng multicast bắt
đầu, cây sẽ được xây dựng, cây sẽ chỉ tồn tại khi các thành viên tích cực còn tồn tại.
Nếu một host mới đăng ký tham gia nhóm, nhánh của phân đoạn mạng đó sẽ được đính
thêm vào cây.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
62
c.Giao thức PIM-SSM
Giao thức PIM-SSM là giao thức mở rộng của PIM. Khi sử dụng SSM thì một
client có thể nhận luồng multicast trực tiếp từ địa chỉ nguồn. PIM-SSM sử dụng chức
năng của PIM-SM để tạo ra một cây SPT giữa nguồn và đích nhận, tuy nhiên nó xây
dựng SPT mà không cần sự giúp đỡ của router RP.
Mặc định là nhóm địa chỉ multicast được giới hạn trong dải địa chỉ 232.0.0.0 tới
232.255.255.255. Tuy nhiên, chúng ta có thể mở rộng tầm hoạt động của SSM sang lớp
dải lớp D bao gồm địa chỉ ở mức cao.
Việc cấu hình PIM-SSM có sự khác biệt so với cấu hình PIM-SM truyền thống.
Ở đây ta không cần phải chia xẻ tree hay là RP mapping, hoặc là RP –to –RP nguồn lấy
lại thông qua Multicast source discovery Protocol ( MSDP).
Triển khai SSM là rất dễ dàng. Chúng ta chỉ cần cấu hình PIM-SM trên tất cả
interface của router và chỉ định interface nào cần SSM, bao gồm một cách rõ ràng cả
IGMPv3 trên Lan. Nếu PIM-SM không được cấu hình rõ ràng trên cả nguồn và nhóm
thành viên interface thì gói tin multicast sẽ không được forwarded. Trên danh sách hỗ
trợ IGMPv3 có sử dụng PIM-SSM. Như tại ở nguồn, trước khi active và bắt đầu gửi
gói tin multicast thì quan tâm đến nơi nhân gói tin multicast đó là SSM . Trong việc
cấu hình mạng theo PIM-SSM , một thuê bao tới một kênh SSM ( sử dụng IGMPv3) sẽ
thông báo với các thuê bao để join vào nhóm G và nguồn S. Kết nối trực tiếp với router
PIM-SM , router được phân công nhận làm DR, nhận bản tin từ RPF láng giềng.
Hình 4.6 Quá trình nhận và thông báo tới các thuê bao để join vào group G và sourse S
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
63
Giao thức PIM là giải pháp hỗ trợ truyền tín hiệu multicast. Khi mà số lượng các
nhóm multicast cần phải truyền tăng lên thì PIM là một giải pháp quan trọng để quản lý
và giám sát lưu lượng multicast.
4.2.8. Giao thức khởi tạo phiên SIP (Session Initiation Protocol)
SIP là giao thức báo hiệu được sử dụng để thiết lập các phiên trong mạng IP, một
phiên có thể đơn giản là một cuộc gọi điện thoại hai chiều, một thông báo danh sách
các tin nhắn hoặc một hội nghị sử dụng truyền thông đa chiều.
SIP được thiết kế là một thành phần quan trọng của mạng IP tích hợp dữ liệu và
thoại. Ví dụ, các công ty có thể tiết kiệm chi phí khi chạy một đường dây duy nhất đến
máy tính để bàn dùng IP thay cho đường dây thứ nhất dùng điện thoại truyền thống và
cho phép máy tính hoạt động như điện thoại mềm để người dùng có thể thực hiện được
cuộc gọi bằng cách nhấn chuột lên các phím số hoặc tên của người gọi trong niên giám
PC. Tên này được nối kết với một địa chỉ SIP URL, gửi một thông điệp vào mạng. Sau
khi kết nối được thiết lập, người dùng điện thoại mềm có thể giao tiếp qua tai nghe-nói
nối với máy tính
Các thành phần của SIP như sau:
Hình 4.7 Kiến trúc của giao thức SIP
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
64
User Agent: Là 1 ứng dụng để khởi tạo, nhận và kết thúc cuộc gọi User
Agent Clients (UAC) – Khởi tạo cuộc gọi.
User Agent Server (UAS) – Nhận cuộc gọi.
Cả UAC và UAS đều có thể kết thúc cuộc gọi.
Proxy Server: Là 1 chương trình tức thời hoạt động vừa là client vừa là
server. Chương trình này được sử dụng để tạo ra các yêu cầu (requests)
thay cho các client. Một proxy server đảm bảo chức năng định tuyến và
thực hiện các quy tắc (policy) (ví dụ như đảm bảo người dùng có được
phép gọi hay không). Proxy Server có thể biên dịch khi cần thiết, sửa đổi
1 phần của bản tin yêu cầu trước khi chuyển đi.
Location Server: Được sử dụng bởi SIP redirect hoặc proxy server để
lấy thông tin về địa điểm của người được gọi.
Redirect Server: Là server nhận các yêu cầu SIP, sắp xếp các địa chỉ và
trả địa chỉ về phía client. Khác với Proxy Server, Redirect server không
tự khởi tạo ra các yêu cầu SIP của riêng nó. Đồng thời nó cũng không
chấp nhận hay huỷ cuộc gọi giống như User Agent Server.
Registrar Server: Là server chấp nhận các yêu cầu REGISTER, server
này có thể hỗ trợ thêm tính năng xác thực, đồng thời hoạt động với proxy
hoặc redirect server để đưa ra các dịch vụ khác.
Các bản tin trong SIP:
INVITE: Khi 1 user agent client muốn khởi tạo 1 phiên mới (ví dụ như
audio, video hay game), nó sẽ tạo ra 1 bản tin INVITE (Invite Request).
Bản tin này gửi yêu cầu về server cho phép thiết lập 1 phiên làm việc.
Bản tin này có thể được gửi qua các proxy, các User Agent Server
(UAS). Các UAS sẽ kiểm tra thường xuyên xem người sử dụng có đồng
ý lời mời không. Nếu đồng ý (có nghĩa là phiên làm việc được thiết lập)
thì các UAS sẽ gửi bản tin phản hồi 2xx về.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
65
Nếu lời mời không được chấp nhận thì phản hồi 3xx, 4xx, 5xx hay 6xx sẽ
được gửi đi tuỳ theo lý do từ chối. Trước khi gửi tin hiệu phản hồi cuối
cùng này, UAS còn gửi kèm 1 bản tin 1xx để thông báo User Agent
Client tiếp tục giữ quá trình liên lạc với người được gọi.
ACK: SIP thực thi quá trình bắt tay qua 3 bước
Phía gọi gửi bản tin INVITE.
Phía được gọi gửi bản tin ACK chấp nhận yêu cầu.
Phía gọi gửi bản tin ACK để thông báo quá trình bắt tay đã hoàn tất và
quá trình thiết lập cuộc gọi bắt đầu.
Cho dù bản tin INVITE đầu tiên bao gồm gói tin SDP (Session
Description Protocol) hay không thì bản tin ACK đầu tiên sẽ có SDP của
phía được gọi. Các bản tin ACK khác được gửi đi để kết thúc quá trình
bắt tay và bao gồm SDP cần thiết để thiết lập cuộc gọi.
BYE: Được sử dụng để kết thúc 1 phiên làm việc cụ thể hoặc 1 phiên
làm việc tạm thời.
CANCEL: Giống như tên gọi, bản tin CANCER được sử dụng để huỷ
yêu cầu trước đó được gửi từ phía client. Nó yêu cầu UAS tạm dừng xử
lý yêu cầu và tạo ra 1 phản hồi lỗi cho yêu cầu đó. Bản tin này sẽ không
có tác dụng đối với yêu cầu mà UAS đã gửi đi phản hồi cuối cùng.
Vì vậy bản tin này sẽ rất có ích đối với những yêu cầu mà server mất
nhiều thời gian để phản hồi. Do đó, bản tin CANCER thích hợp nhất với
bản tin INVITE, là bản tin mất nhiều thời gian để phản hồi.
REGISTER: Bản tin này sử dụng để đăng ký User Agent với UAS.
OPTIONS: Bản tin OPTIONS cho phép 1 User Agent xác định khả năng
có thể của Proxy Server hay User Agent khác.
Ngoài ra còn 1 số các giao thức khác được sử dụng nữa như:
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
66
INFO, NOTIFY, SUBCRIBE, UNSUBCRIBE, UPDATE, MESSAGE,
REFER, …
Các phản hồi trong SIP:
1xx: (PROVISIONAL) Phản hồi tạm thời, cho biết đã nhận được yêu
cầu, tiếp tục quá trình yêu cầu.
2xx: (SUCCESS) Thông báo đã nhận được đầy đủ, hiểu và chấp nhận.
3xx: (REDIRECTION) Thông báo cần có các bản tin khác để hoàn thành
yêu cầu.
4xx: (CLIENT ERORR) Thông báo yêu cầu chứa cấu trúc sai hoặc
không được đáp ứng ở server.
5xx: (SERVER ERORR) Thông báo server không thể đáp ứng được yêu
cầu có cấu trúc hợp lệ.
6xx: (GLOBAL FAILURE) Thông báo yêu cầu không thể xử lý được ở
bất cứ server nào.
Các bước thiết lập, duy trì và hủy cuộc gọi:
Đăng ký, khởi tạo và xác định vị trí người sử dụng.
Xác định băng thông cần thiết được sử dụng.
Xác định sự sẵn sàng của phía được gọi, phía được gọi phải gửi 1 bản tin
phản hồi thể hiện sự sẵn sàng để thực hiện cuộc gọi: chấp nhận hay từ
chối.
Cuộc gọi được thiết lập.
Chỉnh sửa cuộc gọi (ví dụ như chuyển cuộc gọi) và duy trì.
Kết thúc cuộc gọi.
Sơ đồ ví dụ quá trình thiết lập, duy trì và huỷ cuộc gọi bằng giao thức SIP, được
chỉ ra ở hình 4.8 dưới đây.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
67
Hình 4.8 Ví dụ đơn giản về một phiên thiết lập, duy trì và hủy cuộc gọi bằng SIP
4.3. Lựa chọn công nghệ mạng truy nhập
IPTV thực hiện bằng cách thay đổi từ hình ảnh tương tự thành hình ảnh số. Các
ưu điểm trong công nghệ nén giúp cho IPTV có thể cung cấp âm thanh và hình ảnh tiêu
chuẩn hoặc chất lượng cao.
Câu hỏi cách nào triển khai dịch vụ IPTV một cách tốt nhất chưa thể có câu trả
lời. Ngày nay, mạng cung cấp dịch vụ bao gồm: mạng DSL, mạng quang thụ động,
cáp, hoặc tổng hợp của các mạng trên. Từng mạng đều có ưu điểm và thách thức. Sau
đây là một số mô hình mạng cung cấp dịch vụ IPTV:
4.3.1. Công nghệ mạng truy nhập xDSL
Với công nghệ nén hiện nay, ADSL có thể cung cấp dịch vụ IPTV. VDSL có khả
năng cung cấp băng thông lớn hơn cho thuê bao (lên tới 50 Mbps đường down), nhưng
nó lại tỉ lệ nghịch với khoảng cách. Thuê bao phải gần các CO hoặc các thiết bị
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
68
Remote terminal do tốc độ đường truyền của mạng giảm theo khoảng cách. Đối với các
nhà quản lí mạng việc triển khai dịch vụ IPTV thông qua mạng xDSL vẫn duy trì được
nguồn tài chính. Một đường download xDSL cung cấp High – definition TV. HDTV
hiện tại yêu cầu 8-10 Mbps cho một kênh so với 2.5 Mbps yêu cầu cho standard-
definition TV đòi hỏi phải sử dụng công nghệ mạng truy nhập ADSL 2+ hoặc VDSL.
Thay đổi kênh yêu cầu STB phải gửi một tín hiệu tới DSLAM, điều này có thể tạo ra
một số vấn đề tiềm tàng đối với các chương trình HD ở tốc độ tối đa của VDSL. Các
dạng chuẩn của ADSL
Common name Downstream rate Upstream rate
ADSL 8 Mbps 1.0 Mbps
ADSL (G.DMT) 12 Mbps 1.3 Mbps
ADSL over
POTS
12 Mbps 1.3 Mbps
ADSL over
ISDN
12 Mbps 1.8 Mbps
ADSL.Lite
(G.Lite)
4 Mbps 0.5 Mbps
ADSL2 12 Mbps 1.0 Mbps
ADSL2 12 Mbps 3.5 Mbps
RE-ADSL2 5 Mbps 0.8 Mbps
ADSL2+ 24 Mbps 1.0 Mbps
RE-ADSL2+ 24 Mbps 1.0 Mbps
ADSL2+M 24 Mbps 3.5 Mbps
Hiện tại các thuê bao tại các tỉnh sử dụng công nghệ mạng truy nhập xDSL, tại
các tỉnh thành phố lớn (Hà Nội, Hải Phòng, Thành Phố Hồ Chí Minh) các thuê bao sử
dụng chủ yếu công nghệ mạng truy nhập ADSL 2+ tốc độ download tối đa lên tới 24
Mbps.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
69
4.3.2. Công nghệ mạng truy nhập FTTx
Mạng FTTx (Fiber-to-the-x) hiện đang được xem là sẽ đóng một vai trò quan
trọng trong 2-3 năm tới do tiềm năng cung cấp băng thông cho khách hàng lớn hơn so
với cáp đồng, đáp ứng nhu cầu truyền thoại, dữ liệu và video trên nền IP. Việc triển
khai FTTx cho dịch vụ IPTV là rất khả quan tại các tỉnh và thành phố lớn.
Hình 4.10 Công nghệ mạng truy nhập FTTx
Hình 4.9 Sơ đồ triển khai
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
70
4.3.3. Công nghệ mạng truy nhập Wimax
Wimax ngày càng được sử dụng rộng rãi để cung cấp các kết nối Internet băng
thông rộng mà không thể sử dụng các công nghệ như DSL hoặc cáp. Chúng ta cũng sẽ
có thể cung cấp dịch vụ IPTV thông qua các kết nối tới thuê bao bằng công nghệ
Wimax. Công nghệ Wimax theo chuẩn IEEE 802.16d với tốc độ bitrate cho từng
sector lên tới 10 Mbps trên băng thông 3.5 MHz đủ để cung cấp một số kênh IPTV
nhưng không phù hợp khi triển khai rộng rãi. Tuy nhiên Wimax cho mobile chuẩn
IEEE 802.16e có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ IPTV tới các thiết bị cầm tay
bằng cách sử dụng tốc độ bitrate thấp hơn.
Hình 4.11 Công nghệ mạng truy nhập Wimax
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
71
Việc truyền tải dịch vụ IPTV với các băng thông khác nhau:
Bit rate SIMO 1x2 SIMO 2x2
10 MHz Bandwidth
TDD 2:1
Max. DL Throughput per BS(Mbps) 18.4 37.4
Max. UL Throughput per BS(Mbps) 4 8
10 MHz Bandwidth
TDD 1:1
Max. DL Throughput per BS(Mbps) 12.96 25.9
Max. UL Throughput per BS(Mbps) 7 14.1
5 MHz Bandwidth
TDD 2:1
Max. DL Throughput per BS(Mbps) 9.36 18.7
Max. UL Throughput per BS(Mbps) 2 4
Các yêu cầu QoS cho dịch vụ IPTV
Service Delay Jitter Packet loss rate
BTV 1s 1s 1/1000
VoD 1s 1s 1/1000
Video Conference 90ms 20ms 1/1000
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
72
CHƢƠNG V. GIẢI PHÁP CUNG CẤP DỊCH VỤ IPTV CỦA VNPT
5.1. Hạ tầng truyền tải
Hạ tầng truyền tải có thể chia làm 3 phần như sau:
Mạng lõi
Mạng gom và mạng truy nhập
Mạng khách hàng
5.1.1. Mạng lõi
Mạng lõi có nhiệm vụ truyền tải các lưu lượng thông tin giữa hệ thống IPTV và
các PE/BRAS tại các tỉnh thành. Lưu lượng truyền tải bao gồm 2 loại chính là unicast
(các thông tin điều khiển, các luồng video trong dịch vụ video theo yêu cầu) và
multicast (dịch vụ broadcast video).
Các lưu lượng unicast được truyền qua mạng lõi IP/MPLS bằng cách thiết lập các
đường chuyển mạch nhãn (Label Switching path – LSP) giữa các PE/BRAS.
Các lưu lượng multicast được truyền qua mạng lõi IP/MPLS bằng cách thiết lập
các multicast VPN. Để xây dựng bảng định tuyến multicast, các thiêt bị mạng lõi sử
dụng giao thức PIM-SM/SSM ( Protocol Independent Multicast – Sparse Mode/Source
Specific Mode).
Hình 5.1 Các LSP đƣợc thiết lập qua mạng lõi IP/MPLS dành
cho các lƣu lƣợng unicast
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
73
5.1.2. Mạng gom và mạng truy nhập
Mạng gom và mạng truy nhập có nhiệm vụ truyền tải thông tin từ mạng lõi đến
thuê bao.
Ta đã biết rằng, các dịch vụ được ánh xạ vào mạng truy nhập theo các mô hình
khác nhau: mô hình N:1 VLAN và mô hình 1:1 VLAN. Với sự tăng trưởng số lượng
thuê bao ngày càng lớn, cũng như số lượng dịch vụ ngày càng nhiều thì mô hình 1:1
VLAN có hạn chế.
Số lượng VLAN là giới hạn, do đó số lượng thuê bao có thể phục vụ cũng bị
giới hạn theo.
Cũng do số lượng VLAN hạn chế nên khả năng nâng cấp, mở rộng cũng như
đưa thêm các dịch vụ mới gặp khó khăn.
Do đó, để đảm bảo khả năng mở rộng hệ thống, phương án ánh xạ dịch vụ trong
mạng gom và mạng truy nhập được sử dụng là N:1 VLAN.
5.1.3. Mạng khách hàng
Tại phía khách hàng, sử dụng các thiết bị đầu cuối khác nhau cho các loại dịch vụ
khác nhau:
PC cho dịch vụ Internet.
Set –top- box cho dịch vụ IPTV.
Hình 5.2 Multicast VPN đƣợc thiết lập qua mạng IP/MPLS
dành cho các lƣu lƣợng multicast
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
74
Sử dụng thiết bị truy nhập DSL (modem, home gateway) để tách các PCV cho
các dịch vụ khác nhau và chuyển tiếp đến các thiết bị đầu cuối tương ứng.
5.2. Triển khai dịch vụ IPTV trên mạng của VNPT
Hệ thống IPTV được xây dựng hoàn toàn trên nền tảng IP. Sau khi hoàn thành, tối
thiểu hệ thống phải cung cấp được các dịch vụ sau:
Dịch vụ truyền hình quảng bá (BTV) với 100 kênh.
Dịch vụ video theo yêu cầu (VoD).
Các dịch vụ video tương tác (Interactive Video).
Hệ thống có khả năng cung cấp dịch vụ với số lượng thuê bao trên toàn quốc vào
khoảng 1 triệu thuê bao, trong đó tập trung tại các thành phố lớn, các khu vực đông dân
cư, có nhu cầu cao.
Lộ trình triển khai hệ thống IPTV được chia làm 02 giai đoạn. Giai đoạn 1 triển
khai trên hệ thống mạng hiện tại của VNPT. Dự kiến lượng thuê bao trong giai đoạn
này vào khoảng 60.000 thuê bao, tập trung chủ yếu tại 6 tỉnh thành là Hà Nội, Thành
phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng, Bình Dương, và Đồng Nai.
Phân bố thuê bao dự kiến như sau:
Hà Nội, TP Hồ Chí Minh: 20.000 thuê bao
Hải Phòng, Đà Nẵng, Bình Dương, Đồng Nai: 5.000 thuê bao.
Giai đoạn 2 được triển khai trên hệ thống mạng NGN của VNPT. Đây là giai
đoạn mà hệ thống mạng đường trục quốc gia đã được chuyển đổi hoàn toàn sang NGN
trên nền công nghệ IP/MPLS. Hệ thống mạng gom (mạng MAN) và mạng truy nhập tại
các bưu điện tỉnh đã cơ bản hoàn tất.
Dự kiến hệ thống được chuyển đổi và mở rộng từng bước phù hợp với tốc độ phát
triển thuê bao như sau:
Bước 1: Lượng thuê bao là 200.000. Phân bố thuê bao được mở rộng ra 10 tỉnh
thành, trong đó:
Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh: 60.000 thuê bao
Các tỉnh thành còn lại: 10.000 thuê bao.
Bước 2: Lượng thuê bao là 500.000. Phân bố thuê bao được mở rộng ra 20 tỉnh
thành, trong đó:
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
75
Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh: 150.000 thuê bao
Các tỉnh thành còn lại: khoảng từ 5.000 đến 15.000 thuê bao.
Bước 3: Lượng thuê bao đạt 1.000.000. Phân bố thuê bao được mở rộng ra 40 tỉnh
thành, trong đó:
Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh: 250.000 thuê bao.
Các tình thành còn lại: khoảng từ 5.000 đến 25.000 thuê bao.
5.3. Triển khai giai đoạn 1
5.3.1. Mô hình đấu nối
Tất cả các lưu lượng từ trung tâm IPTV đều được định tuyến đến thiết bị PE M20
của Công ty Viễn Thông Liên Tỉnh (VTN). Các lưu lượng dịch vụ sau đó đi qua mạng
core đến BRAS tại các các tỉnh thành. Từ BRAS, các lưu lượng được đẩy xuống các
access switch, switch lớp 2, DSLAM, và cuối cùng tới thuê bao.
Chú ý: Hiện nay các ATM-DSLAM đang dần được thay thế bởi các IP-DSLAM.
Vì vậy, các thuê bao của dịch vụ IPTV sẽ được triển khai trên các IP-DSLAM.
Hình 5.3 Mô hình đấu nối hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
76
Do nhu cầu sử dụng cũng như băng thông chiếm dụng của dịch vụ VoD rất lớn
nên để giảm tải cho hệ thống mạng, đặc biết là mạng đường trục, các VoD server thứ
cấp sẽ được triển khai tại các địa điểm gần với thuê bao hơn. Có hai vị trí có thể bố trí
các VoD server thứ cấp:
Bố trí VoD server tại BRAS.
Bố trí VoD server tại access switch.
Giải pháp bố trí VoD server thứ cấp tại các BRAS khả thi hơn vì:
Bố trí VoD server tại các access switch đòi hỏi chi phí rất lớn cho một số
lượng lớn VoD server.
BRAS là điểm tập trung lưu lượng với số lượng thuê bao hợp lý.
BRAS hoạt động ở lớp 3 nên việc cấu hình, đảm bảo QoS, và quản lý cũng dễ
dàng hơn.
5.3.2. Mô hình hoạt động
5.3.2.1. Mạng khách hàng (home network)
Mạng khách hàng sử dụng mô hình ánh xạ dịch vụ multi-VC.
Dịch vụ IPTV được cung cấp trên các kết nối ADSL2+. Mỗi kết nối ADSL2+ đến
thuê bao gồm có 2 PVC khác nhau nhằm cung cấp 2 loại dịch vụ:
PVC 1: cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (HSI).
PVC 2: cung cấp dịch vụ video (bao gồm cả VoD, BTV,...).
Khách hàng sử dụng các thiết bị đầu cuối khác nhau cho từng loại dịch vụ:
Video: STB (Set-Top Box).
Internet: PC.
Kết nối ADSL2+ được kết cuối bới modem hoặc home gateway. Các thiết bị này
chuyển các lưu lượng trên các PVC đến các giao diện đầu ra tương ứng kết nối với các
thiết bị đầu cuối dịch vụ.
5.3.2.2. Mạng truy nhập (access network)
Mạng truy nhập tại các tỉnh thành được triển khai theo mô hình S-VLAN (Service-
VLAN hay VLAN per service). Mô hình tương đương với mô hình N:1 VLAN.
Nguyên tắc thực hiện mô hình này như sau:
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
77
Mạng truy nhập tại các tỉnh thành bao gồm các thiết bị mạng, các kết nối
mạng từ các DSLAM đến BRAS.
Trong mạng truy nhập cấu hình các VLAN khác nhau cho từng loại dịch vụ sẽ
được cung cấp.
Tại biên của mạng truy nhập, các lưu lượng trước khi đi vào mạng được phân
loại để ánh xạ vào các VLAN dịch vụ.
Cụ thể đối với hệ thống mạng hiện tại, mô hình S-VLAN hoạt động như sau:
Tại các IP-DSLAM, mỗi cổng ADSL2+ gồm 3 PVC, mỗi PVC dành cho một
dịch vụ (Internet, VoIP, video).
Tại các giao diện uplink, các PVC được ánh xạ vào các S-VLAN tương ứng
với từng loại dịch vụ sử dụng phương thức đóng gói 802.1q. Các S-VLAN
này bao gồm:
HSI VLAN: VLAN dành cho dịch vụ truy nhập Internet.
VoIP VLAN: VLAN dành cho dịch vụ VoIP.
VoD VLAN: VLAN dành cho dịch vụ VoD.
BTV VLAN: VLAN dành cho dịch vụ truyền hình (multicast).
Tại các switch lớp 2, access switch, cấu hình các giao diện trunk mang lưu
lượng của các S-VLAN này.
BRAS có nhiệm vụ kết cuối các S-VLAN và thực hiện định tuyến các gói tin
đến đích mong muốn.
Hình 5.4 Mô hình S-VLAN trong mạng truy nhập giai đoạn 1
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
78
Các biện pháp đảm bảo QoS được áp dụng trên từng S-VLAN thông qua cấu hình
802.1p đối với các S-VLAN tương ứng. Tại BRAS, nơi kết cuối các S-VLAN, thực
hiện QoS lớp 3 bằng DSCP (Diffrentiated Service Code Point). Như vậy tại BRAS cần
cấu hình chuyển đổi QoS từ 802.1p của lớp 2 sang DSCP của lớp 3.
5.3.2.3. Truy nhập đầu cuối và địa chỉ IP
Đối với dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (HSI), thuê bao thực hiện quay số
PPPoE đến BRAS. BRAS cấp địa chỉ IP cho từng kết nối PPPoE, thực hiện NAT (nếu
cần) và chuyển tiếp các lưu lượng ra Internet.
Đối với các dịch vụ video, địa chỉ IP được cấp phát động bằng DHCP. Tại BRAS
cấu hình DHCP relay chuyển tiếp các gói tin DHCP đến DHCP server và thực hiện
định tuyến các gói tin của các dịch vụ này đến đích mong muốn.
Hình 5.5 Truy nhập đầu cuối và địa chỉ IP giai đoạn 1
5.3.2.4. Lưu lượng multicast
Để các lưu lượng multicast có thể truyền tải trong hệ thống mạng một cách hiệu
quả, các tính năng multicast cần được hỗ trợ tại các thiết bị mạng. Các giao thức thực
hiện tại các thiết bị mạng như trên hình 5.
Chú ý: Với hệ thống mạng hiện tại đã chạy MPLS, nếu BRAS không hỗ trợ
multicast VPN thì cần chạy song song native IP và IP/MPLS trên mạng đường trục,
trong đó native IP dùng để truyền các lưu lượng multicast.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
79
Nếu BRAS hỗ trợ multicast VPN thì có thể chạy multicast VPN để truyền các lưu
lượng multicast qua mạng đường trục.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
80
5.3.3. Yêu cầu về băng thông
5.3.3.1. Các kí hiệu và tham số thống kê đầu vào
Số lượng thuê bao tại một tỉnh thành: Si.
Tỷ lệ thuê bao sử dụng dịch vụ VoD tại một thời điểm: R1 = 30%.
Tỷ lệ đáp ứng thuê bao của VoD server thứ cấp: R2 = 80%.
Băng thông cho một luồng video: B = 2 Mbps.
Số lượng access switch kết nối đến một BRAS: SW.
Giả sử số lượng thuê bao phân bố trên các access switch là tương đối đồng đều, khi đó
lượng thuê bao trong cùng phục vụ của mỗi access switch là iS
SW
5.3.3.2. Dung lượng mạng dành cho dịch vụ BTV
Hệ thống sẽ cung cấp 100 kênh truyền hình, mỗi kênh truyền hình yêu cầu băng
thông 2 Mbps.
BTVC =100×2Mbps=200Mbps
5.3.3.3. Dung lượng mạng dành cho dịch vụ VoD
Dung lượng mạng core: có 20% yêu cầu VoD không được đáp ứng bới
các VoD server thứ cấp, các yêu cầu này sẽ được phục vụ bởi VoD server đặt
tại trung tâm IPTV. Như vậy dung lượng bị chiếm dụng trong mạng core là:
1VoD 1 2i
i
C = S ×R × 1-R ×B
Dung lượng kết nối từ BRAS đến core router
i 1 22VoDC =S×R × 1-R ×B
Dung lượng kết nối từ BRAS đến access switch
i1
3VoD
SC = ×R ×B
SW
Hình 5.6 Lƣu lƣợng multicast giai đoạn 1
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
81
5.3.3.4. Dung lượng mạng phục vụ đồng bộ nội dung giữa các VoD server
Quá trình đồng bộ nội dung giữa các VoD server được thực hiện vào thời gian
rảnh rỗi của mạng. Băng thông dành cho tác vụ này được lập kế hoạch từ trước và hoàn
toàn có thể kiểm soát được. Tùy thuộc khối lượng cần đồng bộ mà băng thông dành ra
có thế thay đổi từ 100 Mbps đến 500 Mbps.
5.3.4. Yêu cầu tính năng thiết bị, các giao thức cần hỗ trợ
a) IP-DSLAM
IGMP snooping, proxy.
Phân loại lưu lượng và ánh xạ PVC ↔ S-VLAN.
802.1q.
802.1p.
b) Switch lớp 2
IGMP snooping.
802.1q.
802.1p.
c) Access switch
IGMP snooping.
802.1q.
802.1p.
d) BRAS
IGMP v2, v3.
PIM-SM.
DHCP relay.
802.1q.
802.1p.
DSCP (Differentiated Service Code Point).
Phân loại lưu lượng và ánh xạ 802.1p ↔ DSCP.
OSPF.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
82
5.4. Triển khai giai đoạn 2
5.4.1. Mô hình đấu nối
Hệ thống IPTV được kết nối trực tiếp vào mạng core IP/MPLS qua PE của VTN.
Riêng hệ thống VoD server được triển khai với một VoD server chứa đầy đủ nội dung
đặt tại trung tâm IPTV, và nhiều VoD server thứ cấp được bố trí gần với thuê bao.
Các VoD server thứ cấp chỉ lưu một phần nội dung của VoD server trung tâm
nhằm mục đích đáp ứng những nội dung VoD có nhu cầu cao tại một thời điểm nhất
định. Vị trí đặt VoD server thứ cấp có thể là:
PE: giảm tải mạng core, nhưng khi số lượng thuê bao lớn thì kết nối giữa các
core MAN switch và các PE sẽ có yêu cầu băng thông rất lớn.
Core MAN switch: so với phương án đặt tại PE thì phương án này chỉ giảm tải
cho kết nối từ mạng MAN lên PE, các phần khác của mạng không được lợi gì
hơn.
Access switch: vấn đề chính của phương án này là số lượng VoD server cần
đầu tư rất lớn và việc quản lý gặp nhiều khó khăn.
IPTV Center
IP/MPLS core network
Core switch
Core switch
Core switch
PE
PE
Subscriber
Subscriber
Subscriber
Core ring
Access ring
Access ring
Core switch
Access switch Access switch
Access switch
Access switch
Access switch
Access switchAccess switch
Access switch
DSLAM
DSLAM
PEPE
DHCP server
VoD server
VoD server
VoD server
Hình 5.7 Mô hình đấu nối giai đoạn 2
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
83
5.4.2. Mô hình hoạt động
5.4.2.1. Mạng khách hàng (home network)
Mạng khách hàng hoàn toàn không phải thay đổi so với giai đoạn 1.
5.4.2.2. Mạng truy nhập (access network)
Mạng truy nhập tiếp tục triển khai theo mô hình S-VLAN. Tuy nhiên có một số
thay đổi so với giai đoạn 1:
Mạng truy nhập có phạm vi từ các IP-DSLAM đến các core switch.
BRAS kết nối trực tiếp với core switch và chỉ dành cho dịch vụ truy nhập
Internet.
Core switch là nơi kết cuối S-VLAN.
Để tránh loop trong mạng truy nhập, các thiết bị mạng truy nhập cần được cấu
hình STP (Spaning Tree Protocol).
5.4.2.3. Mạng gom hay vòng core mạng MAN (distribution network)
Mạng gom bao gồm từ 3 đến 4 core switch kết nối với nhau thành mạng vòng.
Kết nối giữa các core switch là có thể là GE, 10GE, hoặc STM-N. Có 2 trường hợp có
thể xảy ra đối với mạng gom:
Mạng gom chạy ở lớp 2
Khi mạng gom chạy ở lớp 2 thì toàn mạng MAN là một vùng broadcast. Vì vậy
tất cả các gói tin broadcast sẽ được phát tán ra toàn mạng MAN. Trong quá trình hoạt
động của mạng, có rất nhiều giao thức cần phát sinh các gói tin broadcast, điều này có
thể ảnh hưởng xấu đến hoạt động của mạng.
Khi hoạt động ở lớp 2, cấu trúc vòng có nhược điểm là có thể gây ra loop, do đó
các core switch cần cấu hình STP để tránh loop. Tuy nhiên cấu hình STP sẽ làm mất đi
khả năng cân tải trên các core switch. Core switch phải thực hiện cấu hình các S-
VLAN để đảm bảo chất lượng dich vụ, thực hiện IGMP snooping dành cho các lưu
lượng multicast. PE sẽ đóng vai trò là nơi kết cuối S-VLAN, thực hiện IGMP v2, v3,
định tuyến lớp 3 (unicast, multicast).
Mạng gom chạy ở lớp 3
Với mô hình hoạt động này thì các core switch đóng vai trò giống như các BRAS
ở trong giai đoạn 1.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
84
Chú ý: Trong các tính toán về sau này đều áp dụng cho trường hợp mạng gom hoạt
động ở lớp 3.
5.4.2.4. Truy nhập đầu cuối và địa chỉ IP
Đối với dịch vụ truy nhập Internet, home gateway thực hiện quay số PPPoE đến
BRAS. Core switch được cấu hình để chuyển tiếp các gói tin PPPoE đến BRAS. BRAS
cấp phát địa chỉ IP cho từng kết nối PPPoE, chuyển tiếp các gói tin ra Internet và
ngược lại.
Các dịch vụ IPTV sử dụng địa chỉ cấp phát qua DHCP server. Các core switch
cấu hình DHCP relay để chuyển tiếp các gói tin DHCP đến DHCP server. DHCP
server có thể được đặt tại core switch hoặc tại Công ty VASC.
Hình 5.8 Lƣu lƣợng multicast – giai đoạn 2
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
85
5.4.2.5. Lưu lượng multicast
Để truyền các lưu lượng multicast qua mạng lõi IP/MPLS, giữa các PE cần thực
hiện multicast VPN. Multicast VPN được thực hiện bằng GRE (Generic Routing
Encapsulation).
5.4.3. Yêu cầu băng thông
5.4.3.1. Các kí hiệu và tham số thống kê đầu vào
Số lượng thuê bao tại một tỉnh thành: Si
Tỉ lệ thuê bao sử dụng dịch vụ VoD tại một thời điểm: R1 = 30%
Tỉ lệ đáp ứng thuê bao của VoD server thứ cấp: R2 = 80%
Băng thông cho một luồng video: B = 2 Mbps
Số lượng core MAN switch: AR
5.4.3.2. Dung lượng mạng dành cho dịch vụ BTV
Giống như trong giai đoạn 1, số lượng kênh truyền hình mà hệ thống sẽ cung cấp
là 100 kênh. Do đó dung lượng mạng dành cho dịch vụ BTV là:
BTVC =100×2Mbps=200Mbps
5.4.3.3. Dung lượng mạng dành cho dịch vụ VoD
Dung lượng mạng core
1VoD 1 2i
C = S ×R × 1-R ×B
Dung lượng kết nối từ core switch đến PE
12VoD i
C =S ×R ×B
Trong trường hợp thực hiện cân tải trên 2 PE thì dung lượng kết nối từ core
switch đến PE là:
1
2
iVoD
S ×R ×BC =
2
Dung lượng mạng gom (hay vòng core mạng MAN): ngoại trừ lưu lượng từ các
thuê bao trong vùng phục vụ của core switch kết nối trực tiếp với PE, các lưu
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
86
lượng từ các thuê bao khác đều được chuyển tiếp qua vòng core. Vì vậy, dung
lượng vong core bị chiếm dụng là:
13VoD i
AR-1C = ×S ×R ×B
AR
Trong trường hợp thực hiện cân tải trên 2 core switch thì dung lượng bị chiếm
dụng trên vòng core:
13VoD i
AR-2C = ×S ×R ×B
AR
Dung lượng mạng truy nhập: Các access switch được kết nối thành vòng access,
mỗi vòng access có sự tham gia của 2 core switch và các access switch. Như vậy,
có thể coi dung lượng vòng access dành cho VoD là dung lượng VoD đáp ứng
cho tất cả các thuê bao nằm dưới 1 core switch, nghĩa là:
14VoD i
1C = ×S ×R ×B
AR
5.4.3.4. Dung lượng mạng phục vụ đồng bộ nội dung giữa các VoD server
Giống như trong giai đoạn 1.
5.4.4. Yêu cầu tính năng thiết bị, các giao thức cần hỗ trợ
a) IP-DSLAM
IGMP snooping, proxy.
Phân loại lưu lượng và ánh xạ PVC ↔ S-VLAN.
802.1q.
802.1p.
b) Access switch
IGMP snooping.
802.1q.
802.1p.
c) Core switch
IGMP v2, v3.
PIM-SM.
DHCP relay.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
87
802.1q.
802.1p.
DSCP (Differentiated Service Code Point).
Phân loại lưu lượng và ánh xạ 802.1p ↔ DSCP.
OSPF.
d) PE
IGMP v2, v3.
PIM-SM.
DHCP relay.
DSCP (Differentiated Service Code Point).
OSPF.
Multicast VPN.
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
88
CHƢƠNG VI. MÔ PHỎNG TRUYỀN TIN
MULTICAST BẰNG GNS3 Trong IPTV, dịch vụ truyền hình quảng bá Live TV luôn được khách hàng sử
dụng thường xuyên nhất. Vì vậy, chương này sẽ tập trung mô phỏng phương thức
truyền tin multicast, cụ thể là giao thức IGMP và PIM, điểm cốt lõi của truyền hình
quảng bá Live TV.
6.1. Giới thiệu GNS3
GNS3 là một trình giả lập mạng có giao diện đồ hoạ (graphical network simulator) cho
phép thiết kế các mô hình mạng rồi sau đó chạy giả lập trên chúng.GNS3 hỗ trợ các
IOS của router, ATM/FrameRelay/Ethernet swicth và hub.
GNS3 dựa trên Dynamips và một phần của Dynagen, được phát triển bằng Python và
thông qua PyQt. Phần giao diện đồ hoạ của GNS3 sử dụng thư viện Qt, rất nổi tiếng về
tính hữu dụng. GNS3 cũng sử dụng kĩ thuật SVG ( Scalable Vector Graphics) để cung
cấp các biểu tượng chất lượng cao cho việc thiết kế mô hình mạng.
6.2. Mô phỏng giao thức IGMP và PIM bằng GNS3
Cho mạng có topo như hình vẽ :
Hình 6.1 Sơ đồ mạng lí thuyết
-Bước 1: Chạy trình mô phỏng GNS3, lập sơ đồ mạng:
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
89
Hình 6.2 Sơ đồ mạng trên GNS3
-Bước 2: Telnet vào từng router, thực hiện các cấu hình cơ bản như tên router, mật
khẩu vào mode đặc quyền, banner, mật khẩu cho các line console, vty…
- Hình 6.3 Cấu hình cơ bản router R1
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
90
Bước 3: Cấu hình địa chỉ interface trên các Router, riêng trên R1 và R2, tạo
thêm cổng loopback 0 với địa chỉ lần lượt là 1.1.1.1/24 và 2.2.2.2/24 để phục vụ cho
việc kiểm tra chạy multicast sau này:
Địa chỉ interface trên các Router:
R1 :
Serial 0/0 : 10.0.13.1/24
Loopback 0 : 1.1.1.1/24
R2:
Serial 0/0 : 10.0.23.2/24
Loopback 0 : 2.2.2.2/24
R3:
Serial 0/0 : 10.0.35.3/24
Serial 0/1 : 10.0.25.3/24
Serial 0/2 : 10.0.13.3/24
Serial 0/3 : 10.0.23.3/24
R4:
Serial 0/0 :10.0.45.4/24
R5:
Serial 0/0 :10.0.45.5/24
Serial 0/1 : 10.0.35.5/24
R6:
Serial 0/0 : 10.0.25.6/24
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
91
-Bước 4: Chạy định tuyến OSPF trên các router, sau đó kiểm tra mạng đã hội tụ hay
chưa.
-Bước 5 : Trên các router, vào mode configured global chạy multicast, sau đó vào từng
interface chạy PIM DM
Hình 6.4 Cấu hình địa chỉ IP router R1
Hình 6.5 Định tuyến OSPF trên router R1
Hình 6.6 Kiểm tra bảng định tuyến trên router R1
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
92
-
Bước 6: Kiểm tra multicast vừa cấu hình.
Trên loopback 0 của router R1, join nhóm multicast có địa chỉ 239.1.1.2.
!--Trên R1
R1(config)#int loopback 0
R1(config-if)#ip igmp join-group 239.1.1.2
R4 gửi 1 gói ping đến địa chỉ 239.1.1.2, R3 flood gói ping đó ra các interface
s0/1, s0/2 và s0/3.
!-- on R4:
R4(config-if)#do ping 239.1.1.2
R1 nhận được gói multicast và trả lời gói ping của R4
R2/R6 cũng nhận được gói multicast , do không có thông điệp IGMP join
nhóm 239.1.1.2 nên R2/R6 sẽ gửi 1 thông điệp Prune tới R3
Hình 6.7 Chạy PIM DM trên các interface router R3
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
93
Dùng lệnh debug ip pim trên R3 để quan sát gói tin prune R2 gửi trả về.
!-- Trên R3:
R3(config-if)#do debug ip pim
PIM debugging is on
R3(config-if)#
Trên loopback 0 của R2, join nhóm multicast 239.1.1.2
!--Trên R2
R2(config)#int loopback 0
R2(config-if)#ip igmp join-group 239.1.1.2
R4 gửi 1 gói ping đến nhóm 239.1.1.2. Lần này R1 và R2 đều đã join nhóm
239.1.1.2 nên R4 nhận được 2 gói trả lời. R6 vẫn tiếp tục gửi thông điệp Prune tới R3.
Hình 6.8. Router R4 gửi 1 gói ICMP Echo và nhận đƣợc 1 gói Reply
Hình 6.9 Router R3 nhận đƣợc 2 gói Prune của R2 và R6 gửi tới
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
94
6.3. Kết luận
Trên đây là kết quả mô phỏng phương thức truyền tin multicast. Tuy đơn giản nhưng
cũng phần nào giúp hình dung được hoạt động của các giao thức IGMP và PIM-DM.
Kết quả thực nghiệm phù hợp với li thuyết đã đưa ra trong mục 4.2.6 và 4.2.7.
Hình 6.10 Router R4 gửi 1 gói ICMP Echo và nhận đƣợc 2 gói Reply
Hình 6.11 Router R3 chỉ nhận đƣợc 1 gói Prune của R6 gửi tới
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
95
KẾT LUẬN Trong giới hạn của đồ án tốt nghiệp, đồ án “ Phương án triển khai dịch vụ IPTV
của VNPT” đã tổng hợp được một số vấn đề cơ bản về IPTV, kiến trúc hệ thống
IPTV, các chuẩn nén, các giao thức truyền tải, báo hiệu được sử dụng trong IPTV và
việc triển khai IPTV trong thực tế. Đồ án cũng đã mô phỏng xây dựng một hệ thống
mạng bằng phần mềm GNS3,từ đó kiểm tra hoạt động của giao thức được sử dụng chủ
yếu để truyền hình qua mạng IP.
IPTV cùng các hoạt động thông tin trên băng tần rộng đã kết hợp được 3 mạng
(máy tính + viễn thông + truyền hình) biểu thị xu thế phát triển của mạng truyền thông
tương lai. Hoạt động của IPTV là hoạt động tương tác trên mạng không chỉ có các
chương trình truyền hình quảng bá mà còn thực hiện truyền hình đến địa điểm theo yêu
cầu (VOD). IPTV còn có các dịch vụ tương tác khác như truyền thoại có hình, email,
du lịch trên mạng, học tập từ xa...Với những ưu điểm nổi trội như vậy, tin rằng trong
tương lai IPTV sẽ ngày càng phát triển mở rộng, cung cấp thêm nhiều tính năng mới,
giúp khách hàng có những trải nghiệm thú vị khi xem truyền hình.
Trong quá trình nghiên cứu đề tài và thực hiện đồ án, không tránh khỏi những
thiếu sót và nhược điểm. Vì vậy, em mong được sự lượng thứ và góp ý của thầy cô và
các bạn. Em xin chân thành cảm ơn!
Phương án triển khai dịch vụ IPTV của VNPT
96
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Gerard O’Driscoll, Next Generation IPTV Services and Technologies,
Wiley, 2008.
[2] Wes Simpson and Howard Greenfield, IPTV and Internet Video
Expanding the Reach Television Broadcasting, Focal Press, 2007.
[3] http://www.iptv-forum.com, Truy nhập lần cuối ngày 21/5/2011
[4] Diễn đàn điện tử viễn thông http://www.dientuvienthong.net, Truy nhập
lần cuối ngày 21/5/2011
[5] Daniel Minoli, IP Multicast with Applications to IPTV and Mobie DVB-
H, Wiley, 2008.
[6] http://www.gns3.net/, Truy nhập lần cuối 18/5/2011.