Đồ Án Tìm hiểu công nghệ IPTV

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, truyền hình dựa trên giao thức Internet IPTV đang phát triển mạnh mẽ
và tiến tới vị trí chủ chốt trong công nghiệp truyền hình thu phí, và đó cũng là dịch vụ
thu hút được sự chú ý của rất nhiều các công ty viễn thông trên thế giới. IPTV là một
hệ thống nhiều tiện ích, bạn có thể nhận cả tín hiệu truyền hình và video song song với
các dịch vụ đa phương tiện khác trên cùng một kết nối Internet. Cụ thể, IPTV sử dụng
một kết nối băng rộng và một hệ thống mạng phân phối các chương trình truyền hình
sử dụng giao thức IP.
Trên thế giới IPTV đã được triển khai mạnh mẽ và thu được lợi nhuận rất lớn. Tại
Việt Nam, IPTV được công ty FPT cung cấp đầu tiên vào tháng 3 năm 2006, và đầu
tháng 5 năm 2009, VNPT bắt đầu cung cấp IPTV tại Hải Phòng. Như vậy, có thể thấy
thị trường IPTV tại Việt Nam mới chỉ ở giai đoạn bắt đầu vì thế tiềm năng phát triển là
rất lớn.
Với sự hướng dẫn của thầy Lê Duy Khánh và mong muốn hiểu được công nghệ
mới, sau một thời gian tìm hiểu em đã hoàn thành được cuốn báo cáo luận văn tốt
nghiệp với đề tài “Tìm hiểu công nghệ IPTV”. Nội dung của báo cáo gồm có phần
Lý thuyết và Thực hành được trình bày trong 4 chương như sau:
 Chương I: Tổng quan về IPTV. Chương này trình bày khái niệm về IPTV, cấu
trúc mạng IPTV, vấn đề phân phối IPTV, các công nghệ cho IPTV và cuối
cùng là một số dịch vụ và ứng dụng của IPTV.
 Chương II: Các giải pháp phân phối mạng IPTV. Chương này đưa ra các giải
pháp triển khai mạng phân phối nội dung IPTV. IPTV có thể được triển khai
trên các mạng sau: mạng truy cập sợi quang, mạng ADSL, mạng truyền hình
cáp và mạng Internet. Ngoài ra, chương này còn tìm hiểu một số công nghệ
mạng lõi cho mạng IPTV.
 Chương III: Quản lý mạng IPTV. Chương này tìm hiểu về hệ thống quản lý
mạng IPTV; các vấn đề về quản lý cài đặt, các sự cố, quản lý dự phòng, quản
lý QoS. Ngoài ra, chương này còn tìm hiểu việc giám sát, kiểm tra và xử lý
các sự cố trên mạng IPTV.
 Chương IV: Tìm hiểu thiết bị phần cứng và chương trình phần mềm trong
mạng IPTV. Chương này tìm hiểu về các thiết bị phần cứng trong trung tâm
dữ liệu Headend và mạng gia đình. Bên cạnh đó là các phần mềm chuyên
dụng trong hệ thống mạng IPTV và một số chương trình Media Player để xem
nội dung trên máy tính cá nhân.
Do IPTV là công nghệ mới và khả năng kiến thức còn hạn chế nên các lập luận,
đánh giá, trình bày trong báo cáo chưa được rõ ràng. Tuy vậy, nội dung báo cáo có thể
làm tài liệu tham khảo cho các bạn muốn tìm hiểu và nắm rõ một số vấn đề cơ bản của
công nghệ IPTV. Và qua đó cũng mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các bạn
đọc để báo cáo được hoàn thiện hơn.
Sinh viên thực hiện
Trần Trung Hiếu
ii
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU .i
MỤC LỤC .ii
Danh mục hình vẽ iv
Danh mục bảng biểu iv
Chương I TỔNG QUAN VỀ IPTV .1
1.1 Khái niệm IPTV 1
1.2 Cấu trúc mạng IPTV 2
1.2.1 Cơ sở hạ tầng mạng IPTV .2
1.2.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV 3
1.3 Vấn đề phân phối IPTV .6
1.3.1 Unicast .6
1.3.2 Broadcast 7
1.3.3 Multicast 7
1.4 Các công nghệ cho IPTV 7
1.4.1 Vấn đề xử lý nội dung .8
1.4.2 VoD và Video server .9
1.4.3 Các hệ thống hỗ trợ hoạt động 11
1.5 Các dịch vụ và ứng dụng của IPTV 11
1.5.1 Truyền hình quảng bá kỹ thuật số .12
1.5.2 Video theo yêu cầu VoD .12
1.5.3 Quảng cáo có địa chỉ .12
TÓM TẮT 13
Chương II CÁC KỸ THUẬT PHÂN PHỐI MẠNG IPTV 14
2.1 Các loại mạng truy cập băng rộng 14
2.2 IPTV phân phối trên mạng truy cập cáp quang 14
2.2.1 Mạng quang thụ động .15
2.2.2 Mạng quang tích cực .18
2.3 IPTV phân phối trên mạng ADSL .18
2.3.1 ADSL .19
2.3.2 ADSL2 .21
2.3.3 VDSL .21
2.4 IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp .22
2.4.1 Tổng quan về kỹ thuật HFC 23
2.4.2 IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp .24
2.5 IPTV phân phối trên mạng Internet 26
2.5.1 Các kênh truyền hình Internet streaming .26
2.5.2 Download Internet .28
2.5.3 Chia sẻ video ngang hàng .28
2.6 Các công nghệ mạng lõi .28
2.6.1 ATM và SONET/SDH 29
2.6.2 IP và MPLS 30
2.6.3 Metro Ethernet 31
TÓM TẮT 32
iii
Chương III QUẢN LÝ MẠNG IPTV .33
3.1 Hệ thống quản lý IPTV 33
3.1.1 Sử dụng giao thức SNMP để quản lý IPTV 35
3.1.2 Quản lý thiết bị bằng trình duyệt web .38
3.2 Quản lý cài đặt 39
3.3 Giám sát thực thi và kiểm tra mạng 40
3.4 Quản lý dự phòng .42
3.5 Quản lý không gian địa chỉ IP .43
3.6 Xử lý các sự cố IPTV .44
3.7 Quản lý quyền nội dung số .45
3.8 Quản lý chất lượng dịch vụ QoS .46
3.8.1 Độ khả dụng của mạng 46
3.8.2 Phân lớp dịch vụ .47
3.8.3 Các cam kết cấp độ dịch vụ .48
TÓM TẮT 49
Chương IV TÌM HIỂU THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ CHƯƠNG
TRÌNH PHẦN MỀM TRONG MẠNG IPTV 51
4.1 Thiết bị phần cứng trung tâm Headend .51
4.1.1 Thiết bị tiếp nhận dữ liệu đầu vào .51
4.1.2 Bộ mã hóa video MPEG .53
4.1.3 Bộ đóng gói IP 53
4.1.4 Bộ chuyển đổi mã video 53
4.1.5 Server quản lý nội dung 54
4.1.6 Kho video .54
4.1.7 Video Streaming server 54
4.1.8 Middleware server 54
4.2 Thiết bị mạng gia đinh 56
4.2.1 Mạng gia đình 56
4.2.2 Bộ giải mã IP-STB .56
4.3 Các chương trình phần mềm .59
4.3.1 Hướng dẫn chương trình EPG .59
4.3.2 Hệ thống truy cập có điều kiện 60
4.3.3 Hệ thống VoD .60
4.3.4 Hệ thống quản lý quyền truy cập nội dung số 60
4.3.5 Hệ thống quản lý thuê bao và lập hóa đơn .61
4.4 Các chương trình Media Player 61
4.1 Microsoft .61
4.2 RealNetwork 62
4.3 Apple Computer 63
TÓM TẮT 64
KẾT LUẬN .65
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 69
iv
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mô hình hệ thống IPTV end-to-end .2
Hình 1.2 Cấu trúc chức năng cho dịch vụ IPTV .4
Hình 1.3 Các thành phần của cấu trúc chức năng .5
Hình 1.4 Các kết nối IP unicast cho nhiều user IPTV 6
Hình 1.5 Các kết nối được sử dụng trong kỹ thuật multicast .8
Hình 1.6 Cấu trúc hệ thống VoD 9
Hình 1.7 Mô hình triển khai server 10
Hình 2.1 Mạng IPTV FTTH sử dụng công nghệ PON 16
Hình 2.2 IPTV trên cấu trúc mạng ADSL 20
Hình 2.3 Mạng HFC end-to-end 24
Hình 2.4 Mô hình triển khai cấu trúc mạng IPTV cáp kết hợp IP và RF .26
Hình 2.5 Cấu trúc mạng các kênh truyền hình Internet 27
Hình 2.6 Hạ tầng mạng lõi IPTV .29
Hình 2.7 Topology mạng lõi MPLS .31
Hình 2.8 Sử dụng các EVC để cung cấp kết nối IPTV qua lõi mạng 32
Hình 3.1 Hệ thống SNMP đơn giản .36
Hình 3.2 Liên kết hệ thống quản lý mạng IPTV 38
Hình 3.3 Cấu trúc quản lý dựa trên trình duyệt web .39
Hình 3.4 Thiết kế mạng hỗ trợ dự phòng 42
Hình 3.5 Mô hình khối hệ thống DRM đơn giản 46
Hình 3.6 Ví dụ sử dụng ba hàng đợi có quyền ưu tiên .48
Hình 4.1 Cấu trúc trung tâm Headend IPTV 52
Hình 4.2 Cấu trúc hệ thống Middleware IPTV .55
Hình 4.3 Cấu trúc IP-STB .57
Hình 4.4 Tiến trình xử lý của IP-STB 59
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 So sánh các công nghệ mạng PON: BPON, EPON và GPON .18
Bảng 2.2 So sánh các công nghệ mạng DSL 23
Bảng 2.3 Các chuẩn OC SONET .29
Bảng 2.4 Định dạng MPLS header