Cac Tong Hop Ve TTDD

CÔNG TY CP TRUYỀN THÔNG MEKONG

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU, PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

CNĐT: LÂM QUANG TÙNG

8786

HÀ NỘI – 2011

1

ĐỀ TÀI KC.01.14/06-10

__________________

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà nội, ngày tháng năm 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KC.01.14/06-10

I. THÔNG TIN CHUNG

1. Tên đề tài/dự án: NGHIÊN CỨU, TRIỂN KHAI CÁC DỊCH VỤ

TRUYỀN THÔNG SỐ TƢƠNG TÁC TRÊN NỀN IP

Mã số đề tài, dự án: KC.01.14/06-10

Thuộc: Chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước

KC.01/06-10 “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Công nghệ Thông tin và

Truyền thông”

2. Chủ nhiệm đề tài/dự án:

Họ và tên: ThS. Lâm Quang Tùng

Ngày, tháng, năm sinh: 24/10/1970 Nam/ Nữ: Nam

Điện thoại: 04.22194789 Mobile: 0904046636

Fax: 844-38545404 E-mail: [email protected]

Tên tổ chức đang công tác: Công ty Cổ phần Truyền thông Mekong

Địa chỉ tổ chức: 11.2_A4, Làng Quốc tế Thăng Long – P. Dịch Vọng – Q. Cầu

Giấy – TP. Hà Nội

3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:

a) Tên tổ chức chủ trì đề tài: Công ty Cổ phần Truyền thông Mekong

Điện thoại: 844-22194789 Fax: 844-38545404

Địa chỉ: 11.2_A4, Làng Quốc tế Thăng Long – P. Dịch Vọng – Q. Cầu Giấy –

TP. Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức : Nguyễn Đức Hạnh

Số tài khoản: 931.90.088 tại Kho bạc Nhà nước Hai Bà Trưng, Hà Nội

2

II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 3 năm 2008 đến hết tháng 3 năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ tháng 3 năm 2008 đến tháng 7 năm 2010

- Được gia hạn (nếu có):

- Lần 1 từ tháng 3 năm 2010 đến tháng 6 năm 2010

2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:

a) Tổng số kinh phí thực hiện: 3.500.000.000 đồng (Bằng chữ : Ba tỷ, năm trăm

triệu đồng chẵn), trong đó:

+ Kinh phí từ Ngân sách Nhà nước để thực hiện Đề tài do bên Bộ Khoa học và

Công nghệ cấp cho là 2.500.000.000 đồng (Bằng chữ : Hai tỷ, năm trăm triệu

đồng chẵn), trong đó kinh phí được khoán chi là 790.000.000 đồng (Bằng chữ :

Bẩy trăm chín mươi triệu đồng chẵn)

+ Kinh phí từ nguồn khác : 1.000.000.000 đồng (Bằng chữ : Một tỷ đồng chẵn)

+ Tỷ lệ và kinh phí thu hồi đối với dự án (nếu có): ………….

b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:

Đơn vị tính : Triệu đồng

Số

TT

Theo kế hoạch Thực tế đạt được Ghi chú

(Số đề nghị

quyết toán)

Thời gian

(Tháng,

năm)

Kinh phí

(Tr.đ)

Thời gian

(Tháng, năm)

Kinh phí

(Tr.đ)

1 2008 1.000 12/2008 0 0

2 2009 1.500 09/2009 1.491,68354 1.516,5

3 2010 0 06/2010 954,62966 954,62966

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đơn vị tính: Triệu đồng

Số

TT

Nội dung

các khoản chi

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Tổng SNKH Nguồn

khác

Tổng SNKH Nguồn

khác

1 Trả công lao động

(khoa học, phổ

600 600 628,525 628,525

3

thông)

2 Nguyên, vật liệu,

năng lượng

185 185 189,98 185 4,98

3 Thiết bị, máy móc 2.515 1.515 1.000 1.480,8242 1.480,8242 1.000

4 Xây dựng, sửa

chữa nhỏ

5 Chi khác 200 200 201,98 156,98 45

Tổng cộng 3.500 3.500 1.000 2.501,3092 2.451,3292 1.049,98

- Lý do thay đổi (nếu có):

Do năm 2008, 2009 giá cả các mặt hàng và ngày công lao động tăng lên; bên

cạnh đó là do tiến độ thực hiện hợp đồng thay đổi (do đơn vị chủ trì xin thay đổi

mua sắm máy móc thiết bị phục vụ đề tài) làm cho chi phí phục vụ đề có điều

chỉnh chút ít so với dự toán.

3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định

nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội

dung, kinh phí thực hiện... nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án

(đơn, kiến nghị điều chỉnh ... nếu có)

Số

TT

Số, thời gian

ban hành văn

bản

Tên văn bản Ghi

chú

1. 26/11/2007 Quyết định số 2802/QĐ-BKHCN của Bộ trưởng Bộ

Khoa học và Công nghệ về việc phê duyệt bổ sung Danh

mục đề tài thuộc chương trình KH&CN trọng điểm cấp

nhà nước giai đoạn 2006-2010 “Nghiên cứu, phát triển

và ứng dụng Công nghệ Thông tin và Truyền thông”, mã

số KC.01/06-10 để xét chọn giao trực tiếp thực hiện

trong kế hoạch năm 2008

2. 11/01/2008 Quyết định số 27/QĐ-BKHCN về việc Phê duyệt tổ

chức, cá nhân trúng tuyển chủ trì thực hiện đề tài năm

2008 thuộc Chương trình “Nghiên cứu, phát triển và ứng

dụng Công nghệ Thông tin và Truyền thông”, Mã số

KC.01/06-10

3. 22/02/2008 Quyết định số 270/QĐ-BKHCN của Bộ trưởng Bộ Khoa

4

học và Công nghệ về việc phê duyệt kinh phí các đề tài

cấp Nhà nước bắt đầu thực hiện năm 2008 thuộc Chương

trình KH &CN trọng điểm cấp nhà nước giai đoạn 2006-

2010 “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Công nghệ

Thông tin và Truyền thông”, mã số KC.01/06-10;

4. 02/04/2008

Hợp đồng số 14/2008/HĐ-ĐTCT-KC.01/06-10 về việc

thực hiện Đề tài “Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ

truyền thông số tƣơng tác trên nền IP”, mã số

KC.01.14/06-10, thuộc Chương trình khoa học và công

nghệ trọng điểm cấp Nhà nước KC.01/06-10, “Nghiên

cứu, phát triển và ứng dụng Công nghệ Thông tin và

Truyền thông” theo các nội dung trong thuyết minh Đề

tài.

5. 21/03/2008 Công văn số 35/VPCT-HCTH về việc kế hoạch đi công

tác nước ngoài ngắn hạn của các đề tài, dự án thuộc các

chương trình KHCN trọng điểm cấp nhà nước

6. 11/06/2008 Công văn số 120/VPCT-HCTH về việc ban hành văn

bản phục vụ công tác tổ chức quản lý các đề tài, dự án

thuộc chương trình KH&CN giai đoạn 2006-2010

7. 22/08/2008 Công văn số 02/2008/CV-KC.01.14 về việc thay đổi tiến

độ đề tài

8. 17/09/2008 Công văn số 233/VPCT-HCTH về việc Thay đổi tiến độ

và đề xuất liên quan đến đấu thầu thuê dịch vụ và mua

thiết bị của đề tài KC.01.14/06-10

9. 03/11/2008 Công văn số 309/VPCT-TCHK về việc Xây dựng kế

hoạch đấu thầu

10. 18/11/2008 Công văn số 02/2008/CV-KC.01.14 về việc đấu thầu

thuê thiết bị

11. 12/02/2009 Công văn số 04/09/CV về việc xin điều chỉnh một số nội

dung và dư toán kinh phí của đề tài

12. 23/02/2009 Công văn số 06/09/CV về việc Kế hoạch đấu thầu

13. 13/03/2009 Công văn phúc đáp số 71/VPCT-HCTH về việc điều

chỉnh một số nội dung và dự toán kinh phí của Đề tài

KC.01.14/06-10

14. 31/03/2009 Công văn số 11/2009/CV-MKM/KC.01.14 về việc xin

điểu chỉnh Kế hoạch hợp tác Quốc tế

5

15. 31/03/2009 Công văn số 111/VPCT-TCKT về việc lập bảng kê kinh

phí chi thanh toán cho các sản phẩm, nội dung công việc

đã hoàn thành của các đề tài, dự án

16. 31/03/2009 Công văn số 112/VPCT-TCKT về việc hướng dẫn báo

cáo quyết toán kinh phí hàng năm của đề tài, dự án

17. 02/04/2009 Công văn số 12/CV về việc giải trình hạng mục đấu thầu

18. 17/04/2009 Quyết định số 612/QĐ-BKHCN về việc phê duyệt kế

hoạch đấu thầu mua sắm và thuê thiết bị của đề tài mã số

KC.01.14/06-10 thuộc chương trình KC.01/06-10

19. 17/04/2009 Quyết định số 619/QĐ-BKHCN về việc cử các đoàn đi

công tác nước ngoài

20. 11/05/2009 Công văn số 13/2009/CV-MKM/KC.01.14 về việc đề

nghị hỗ trợ trong việc hợp tác với Viện Phim Việt Nam

để khai thác nguồn tư liệu nội dung hình ảnh động


chủ trương cho phép phối hợp với Viện Phim Việt Nam

để khai thác các thông tin tư liệu, hình ảnh động

22. 30/06/2009 Công văn số 268/VPCT-HCTH về việc thống nhất kế

hoạch tham dự chợ công nghệ và thiết bị Việt Nam

ASEAN+3 (Techmart Vietnam ASEAN+3) của các

chương trình

23. 14/09/2009 Công văn số 21/2009/CV-KC.01.14 về việc xác nhận

tham gia lễ ký kết trong buổi khai mạc Tech mart

Vietnam Asean+3

24. 18/09/2009 Quyết định số 2039/QĐ-BKHCN về việc tặng Cúp vàng

Techmart Vietnam ASEAN+3

25. 23/10/2009 Công văn số 24/2009/CV-MKM/KC.01.14 về việc giải

trình thanh toán chi phí đoàn ra

26. 09/11/2009 Công văn số 480/VPCT-TCKT về việc Quản lý tài sản

của các đề tài, dự án

27. 16/11/2009 Công văn số 25/2009/CV-MKM/KC.01.14 về việc giải

trình việc mua sắm thêm mẫu thiết bị đầu cuối

28. 04/02/2010 Công văn số 01/2010/CV-MKM-KC.01.14 về việc Bổ

sung hợp đồng thuê khoán chuyên môn


điều chỉnh thời gian thực hiện đề tài KC.01.14/06-10

30. 23/02/2010 Công văn phúc đáp số 73/VPCTĐT-THKH về việc Điều

6

chỉnh thời gian thực hiện của đề tài KC.01.14/06-10

31. 24/02/2010 Công văn số 330/BKHCN-VPCTĐT về việc xử lý tài

sản đối với các đề tài kết thúc thuộc các chương trình

KHCN trọng điểm cấp nhà nước

32. 29/02/2010 Công văn số 06/2010/CV-MKM/KC.01.14 về việc bổ

sung hợp đồng thuê khoán chuyên môn

33. 23/03/2010 Công văn số 14/2010/CV-KC.01.14 về việc Xin chủ

trương tiếp nhận kết quả nghiên cứu và đầu tư ứng dụng

kết quả nghiên cứu trong thực tế

4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:

Số

TT

Tên tổ chức đăng ký

theo Thuyết minh

Nội dung

tham gia

chủ yếu

Nội dung tham gia chính Ghi

chú*

1. Công ty Truyền thông

Mekong - MKM

Đơn vị chủ trì

đề tài

Thực hiện hoạt động nghiên cứu

chính, có trách nhiệm hỗ trợ về

mặt bằng, nhân sự, đội ngũ kỹ

thuật và một phần chi phí tài

chính cho các hoạt động của đề

tài.

2. Công ty Điện toán

Truyền số liệu - VDC

Đơn vị phối

hợp chính về

công nghệ

Hỗ trợ nghiên cứu, thẩm định

công nghệ, cung cấp hạ tầng kỹ

thuật truyền dẫn phục vụ cho các

hoạt động thử nghiệm kỹ thuật

của đề tài

3. Trung tâm CFM (Hội

Điện ảnh Việt Nam)

Đối tác hỗ trợ Xây dựng quy trình tập hợp, lưu

trữ và cung cấp các dịch vụ nghe

nhìn trực tuyến, đồng thời chịu

trách nhiệm cung cấp các nguồn

tư liệu phim ảnh có bản quyền

cho bước thử nghiệm của dự án

4. Ericsson AB /

Tandberg Television

(Thuỵ Điển)/ / Các

Đối tác công

nghệ

Nghiên cứu, phát triển ứng dụng

các chuẩn mở toàn cầu cho

7

tập đoàn công nghệ

thành viên của các tổ

chức nghiên cứu đề

xuất tiêu chuẩn hoá

OIPF, ITU-T, Marlin,

DLNA, IMS

IPTV

Trao đổi kinh nghiệm, tiếp thu

kiến thức về chuyển giao công

nghệ và tích hợp hệ thống. Học

hỏi kinh nghiệm triển khai các

dịch vụ IPTV ở các nước trên

thế giới và khu vực 5. Cisco Systems (Mỹ)

6. Dự án TV Online

(Hợp tác giữa CFM

và VDC)

Hợp tác Tiếp nhận các kết quả nghiên

cứu của đề tài để đưa vào triển

khai các ứng dụng phục vụ cuộc

sống


Danh sách các đối tác công nghệ của đề tài có sự điều chỉnh bổ sung cho phù hợp

với thực tiễn và các yêu cầu nghiên cứu cụ thể. Theo thuyết minh, chỉ có hai đơn

vị phối hợp chính là VDC và Trung tâm CFM thuộc Hội điện ảnh. Tuy nhiên,

trong quá trình nghiên cứu, nhận thức được sự quan trọng và tầm cỡ của các vấn

đề phát sinh, nhóm nghiên cứu đã mở rộng phạm vi hợp tác kỹ thuật, thông qua

sự phối hợp các tập đoàn công nghệ là thành viên của các tổ chức đề xuất tiêu

chuẩn hoá như OIPF, ITU-T, DLNA, IMS Forum...

5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

Số

TT

Tên cá nhân đăng

ký theo Thuyết

minh

Tên cá nhân đã

tham gia thực hiện

Nội dung tham

gia chính

Sản phẩm chủ

yếu đạt đƣợc

Ghi

chú*

1. Ths. Lâm Quang

Tùng ThS. Lâm Quang

Tùng

Chủ nhiệm đề tài,

trực tiếp tham gia

nhiều hạng mục

nội dung chủ yếu

là kiến trúc &

tiêu chuẩn

Bộ tiêu chuẩn

khung kiến trúc

tham chiếu

Home Media &

i-MPF, IPTV

Headend

2. Ths. Nguyễn Thị

Mai TS. Lê Nhật Thăng

Thư ký đề tài

3. Ths. Tạ Lê Hoàng Ths. Tạ Lê Hoàng Nghiên cứu triển IPG/EPG

8

4. KS. Nguyễn Đức

Minh TS. Lê Nhật Thăng

khai các

dịch vụ tương tác

trên nền

IPTV

Video Database

/ TVOL

5. Ths. Lê Thanh

Tùng Ths. Lê Thanh

Tùng

6. Ths. Phan Thế

Hùng Ths. Phan Thế

Hùng

Video Database

Metadata

7. Ths. Nguyễn

Thanh Tùng TS. Lê Nhật Thăng

Triển khai, đánh

giá mạng và hạ

tầng truyền dẫn

Media Net

8. TS. Nguyễn Huy

Tiệp TS. Nguyễn Chấn

Hùng

Media Net

9. KS. Trần Đức Lợi

Nghiên cứu triển

khai các

dịch vụ tương tác

trên nền

IPTV

IPG/EPG

10. TS. Tôn Quốc Bình

EDI & Payment

System

11. KS. Trịnh Minh

Chiêm

EDI & Payment

System

12. TS. Lê Nhật Thăng

Kiến trúc, tiêu

chuẩn hạ tầng kỹ

thuật IPTV

IPTV Headend

Bộ tiêu chuẩn

khung kiến trúc

tham chiếu

Home Media &

i-MPF

13. TS. Nguyễn Chấn

Hùng

Thiết bị đầu cuối IP STB

14. KS. Nguyễn Hữu

Thắng

15. KS. Nguyễn Hoàng

Long

16. KS. Nguyễn Hoàng

Long

(CCIE#11898,

CISSP#72596) và

Nhóm chuyên gia

của Cisco Systems

Công nghệ hạ

tầng truyền dẫn

và hạ tầng kỹ

thuật IPTV

Media Net

IPTV Headend

Bộ tiêu chuẩn

khung kiến trúc

tham chiếu

Home Media &

i-MPF

17. TS. Nguyễn Chấn

Hùng

Hạ tầng kỹ thuật

IPTV

IPTV Headend /

Triple Play

Solution

9

Lý do thay đổi ( nếu có): Khi đăng ký đề tài theo quy định chỉ được ghi không

quá 10 người tham gia chính. Nhưng trong thực tế số người tham gia kể cả

thường xuyên và không thường xuyên là rất lớn (khoảng trên 50 người, gồm cả

chuyên gia nước ngoài). Trên đây bổ sung các thành viên tham gia thường xuyên

và tích cực trong đề tài.

6. Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian, kinh phí,

địa điểm, tên tổ chức hợp tác,

số đoàn, số lượng người tham

gia...)

Thực tế đạt được

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm,

tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng

người tham gia...)

Ghi

chú*

1 Một Đoàn đi Trung Quốc (3

người)

Kinh phí: 45 triệu

Nội dung: Gặp gỡ, trao đổi với

một số đơn vị sản xuất thiết bị

đầu cuối tại Trung Quốc

Một đoàn đi Thẩm Quyến (Trung Quốc)

và Bắc Kinh vào cuối tháng 5/2009.

Kinh phí: 45 triệu / Số người: 3 người

Nội dung: Gặp gỡ, trao đổi với một số đơn

vị sản xuất thiết bị đầu cuối tại Trung

Quốc nhằm hợp tác nghiên cứu tiêu chuẩn

mạng gia đình (HNI) và giao diện đầu

cuối Set-top-box phục vụ cho đề tài

KC.01.14/06-10

Theo

đúng kế

hoạch

7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

Số

TT

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời

(Nội dung, thời

gian, kinh phí, địa

điểm )

Thực tế đạt được

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm )

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm )

Ghi chú*

1. Hội thảo 1: "IPTV

– Một hạ tầng

truyền thông thế hệ

Hội thảo với với chủ đề: “"IPTV – Một hạ tầng

truyền thông thế hệ mới””, tổ chức tại KS. Sofitel

Plaza Hà Nội vào ngày 25/04/2008

Theo kế

hoạch

10

mới” Phối hợp: MKM, VDC, Ericsson, Tandberg

Television, CFM

Kinh phí: một phần từ kinh phí được khoán từ

NSNN 5.500.000

2. Hội thảo 2:

"Truyền hình thế

hệ mới – Số hóa và

hơn thế nữa"

Hội thảo với Chủ đề: “Truyền hình thế hệ mới – Số

hóa và hơn thế nữa” vào ngày 09-09-2009 tại

KS.Melia Hà Nội.

Phối hợp: MKM, VDC, Cisco Systems và

Scientific Attanta.


NSNN 5.500.000

Vượt kế

hoạch

3. Hội thảo 3: "Xây

dựng quy trình và

quản lý chất lượng

dịch vụ "

Hội thảo kỹ thuật với chủ đề: “Xây dựng quy trình

và quản lý chất lượng dịch vụ” vào ngày

28/10/2009 tại Viện Công nghệ Thông tin – Đại

học Quốc Gia Hà Nội.


NSNN 5.500.000

Theo kế

hoạch

4. Hội thảo 4: “Cơ sở

dữ liệu đa phương

tiện”

Hội thảo kỹ thuật với chủ đề “Cơ sở dữ liệu đa

phương tiện” ngày 17/6/2009 tại Viện CNTT,

ĐHQG Hà Nội.

5. Hội thảo 5: Chuyển

giao công nghệ và

triển khai các ứng

dụng truyền hình

tương tác

Hội thảo với chủ đề: “Chuyển giao công nghệ và

ứng dụng các kết quả của KC.01.14/06-10 trên địa

bàn Tỉnh Tây Ninh” tổ chức vào ngày 23/9/2009 tại

Tỉnh Tây Ninh Đơn vị phối hợp: Sở TTTT Tây

Ninh, Sở KHCN Tây Ninh, VDC, MKM.

6. Hội thảo 6: Triển

khai các ứng dụng

truyền thông tương

tác với kiến trúc i-

MPF phục vụ cho

giao tiếp Chính

quyền – Người dân

Hội thảo với chủ đề “Ứng dụng i-MPF: Thiết lập hạ

tầng truyền thông hỗ trợ công tác quản lý và phục

vụ cộng đồng trên địa bàn Tỉnh Tây Ninh” vào

ngày 26/3/2010 tại Tỉnh Tây Ninh. Phối hợp:

MKM, Ericsson, VDC, Cisco, Sở TTTT Tây Ninh,

VNPT Tây Ninh, Vietel

- Lý do thay đổi (nếu có): Thực hiện vượt kế hoạch đề ra trong thuyết minh.

8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

11

(Nêu tại mục 21 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra

khảo sát trong nước và nước ngoài)

Số

TT

Các nội dung, công việc

chủ yếu

(Các mốc đánh giá chủ yếu)

Thời gian

Cá nhân,

tổ chức

thực hiện

Theo kế

hoạch

Thực tế

đạt đƣợc

I. Nội dung 1: Nghiên cứu khảo sát,

đánh giá hiện trạng hạ tầng và xác

định các điều kiện triển khai và các

hoạt động hỗ trợ toàn bộ đề án

1. Nghiên cứu, khảo sát hiện trạng hạ tầng;

thu thập số liệu thực tế về các hạ tầng

truyền dẫn IP băng rộng tại Việt Nam

3/2008 –

6/2008

3/2008 –

6/2008

MKM -

VDC

2. Nghiên cứu, đánh giá, lựa chọn công

nghệ và nhà cung cấp công nghệ IPTV

4/2008 –

6/2008

4/2008 –

6/2008

MKM

II. Nội dung 2: Nghiên cứu đề xuất một

hạ tầng “IPTV mở” (Open IPTV)

nhƣ là một nền tảng hạ tầng dịch vụ

truyền thông số (hội tụ) trên mạng IP

băng rộng ở Việt Nam.

1. Xây dựng mô hình kỹ thuật của hệ

thống IPTV phù hợp với điều kiện hạ

tầng đã nghiên cứu khảo sát. Lập kế

hoạch triển khai tổng thể và lộ trình để

thực hiện

6/2008 –

7/2008

6/2008 –

7/2008

MKM –

VDC

2. Thiết lập một hạ tầng IPTV, sẵn sàng

cung cấp các dịch vụ IPTV cơ bản:

Video quảng bá (Broadcast),

Audio/Video theo yêu cầu

9/2008 –

10/2008

9/2008 –

10/2008

VDC

3. Thiết kế mẫu thiết bị đầu cuối (IP Set-

top-box)

7/2008 –

12/2008

7/2008 –

12/2008

MKM

4. Nghiên cứu và xây dựng bộ tiêu chuẩn

kỹ thuật phục vụ công tác chỉ dẫn thiết

9/2008 –

12/2008

9/2008 –

12/2008

MKM

12

lập một hệ thống cung cấp dịch vụ

IPTV cơ bản (Digital Headend )

5. Thiết lập hồ sơ kỹ thuật cho hạ tầng đã

đề xuất và ban hành Bộ tiêu chuẩn

chung của hệ thống cung cấp dịch vụ

IPTV

9/2008 9/2008 MKM -

VDC

III Nội dung 3: Triển khai thử nghiệm

các dịch vụ, bao gồm dịch vụ phát

hình quảng bá (TV Broadcast), dịch

vụ video/audio theo yêu cầu và gần

nhƣ theo yêu cầu (A/VoD, near

A/VoD và một dịch vụ gia tăng về kết

nối giao dịch thanh toán (e-

Payment/Transaction) trên hạ tầng

IPTV đã xây dựng.

3. Xây dựng CSDL Video (đã được biên

tập để có thể cung cấp các dịch vụ h nh

ảnh theo h nh thức Broadcast/Multicast

(Near AvoD/ Unicast (AvoD) với chuẩn

MPEG-2, MPEG-4 AVC)

7/2008 –

10/2008

MKM –

VDC

4. Gói dịch vụ giao dịch thanh toán trực

tuyến trên nền IPTV

9/2008 –

12/2008

MKM

5. Quy trình thiết lập một hạ tầng dịch vụ

gia tăng trên nền tảng IPTV

12/2008 VDC-

MKM

6. Triển khai các dịch vụ giao dịch thanh

toán trực tuyến thử nghiệm

1/2009 -

10/2009

MKM

7. Hệ thống tài liệu tiêu chuẩn kỹ thuật và

các chỉ tiêu đánh giá toàn bộ hệ thống

1/2009 -

2/2009

MKM

IV Nội dung 4: Triển khai thực tế.

Nghiên cứu, đánh giá kết quả thực

nghiệm và thiêt lập hệ thống chỉ tiêu

kỹ thuật về dịch vụ và quy trình cung

cấp dịch vụ trên hạ tầng IPTV mở

8. Triển khai cung cấp các dịch vụ phát 1/2009 – VDC

13

hình quảng bá (TV Broadcast), dịch vụ

video/audio theo yêu cầu và gần như

theo yêu cầu (Video/Audio near on

demand) cho các khách hàng thuê bao

băng thông rộng của VDC

11/2009

9. Xây dựng hoàn thiện bộ tài liệu về quy

trình vận hành và chỉ dẫn cung cấp dịch

vụ

9/2009 –

11/2009

MKM

10. Bộ tiêu chuẩn về tích hợp, cung cấp

dịch vụ và tài liệu chỉ dẫn cho việc tích

hợp đa dạng các dịch vụ từ nhiều nguồn

cung cấp khác nhau

10/2009 –

11/2009

MKM –

VDC

11. Bộ tiêu chuẩn hỗ trợ liên kết mạng (đảm

bảo kết nối đa dạng các nền tảng truyền

dẫn như ADSL, HFC, WIFI,... của

nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác nhau

10/2009 –

11/2009

MKM


III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

a) Sản phẩm KH&CN dạng I / II:

Số

TT

Tên sản phẩm cụ thể và

chỉ tiêu chất lƣợng chủ

yếu của sản phẩm

Đơn

vị đo

Số lƣợng

Theo kế hoạch Thực tế

đạt đƣợc

1 Hạ tầng kỹ thuật IPTV Hệ

thống

Cung cấp cho các

thuê bao băng rộng

của VDC (đảm bảo

chất lượng với quy

mô trên 1,000 đầu

cuối truy cập đồng

thời)

Đạt yêu cầu đề ra.

2 Mẫu thiết bị đầu cuối (IP

Set-top-box)

Phần

cứng

30 mẫu, dùng để

thử nghiệm và sẵn

sàng triển khai nhận

Đã nghiên cứu thiết kế và

đề xuất 02 mẫu: 01 mẫu

trên nền PC (PC based) và

14

rộng phục vụ cho

hệ thống trong

tương lai

01 mẫu trên nền chip

(DMSoC).

Sản phầm phần cứng hoàn

thành gồm 30 mẫu PC-

based IP STB, hiện đang

được sử dụng thử nghiệm

trên mạng VCTV

Mẫu IP STB trên nền chip

TMS320.DM355 của Texas

Instrument (TI-DMSoC)

mới dừng lại ở mức hồ sơ

thiết kế kỹ thuật.

3 Phần mềm giao diện IPG Phần

mềm

- Giao diện tiếng

Việt để cung cấp

các dịch vụ: Phát

hình quảng bá (TV

Broadcast), dịch vụ

video/ audio theo

yêu cầu và gần như

theo yêu cầu trên hạ

tầng IPTV đã đề

xuất

- Tính hệ thống:

Tương thích 100%

với middleware của

hệ thống IPTV đã

đề xuất

- Tính mở: Đảm

báo tính mở

(modul, tham số

hóa,…), dễ sử dụng

và kết nối linh hoạt

để tích hợp Đạt yêu

cầu đề ra thêm dịch

vụ và mở rộng các

nội dung ứng dụng

trên mạng IP


Giao diện Interactive

Program Guide hiện đang

sử dụng cho ứng dụng giao

dịch thương mại và thanh

toán trực tuyến

4 Phần mềm giao diện EPG Phần

mềm


Giao diện Electronic

Program Guide hiện đang

sử dụng cho chỉ dẫn các

dịch vụ nghe nhìn giải trí

theo yêu cầu.

5 Hệ thống cơ sở dữ liệu CSDL Đa được biên tập để

có thể cung cấp các Đạt yêu cầu đề ra.

15

Video dịch vụ hình ảnh

theo hình thức

Broadcast/

Multicast (Near

AVoD) / Unicast

(AVoD) với chuẩn

MPEG-2, MPEG-4

AVC

Cơ sở dữ liệu Video được

thiết kế hiện đang lưu trữ

tới gần 1,000 giờ phim với

metadata về thông tin phim

như tóm tắt nội dung, đạo

diễn, năm sản xuất,...

6 Hệ thống dịch vụ giao

dịch thanh toán trực tuyến

thử nghiệm

Gói

dịch vụ

Triển khai thử

nghiệm trên hạ tầng

IPTV cơ bản, thử

nghiệm trong việc

thanh toán các dịch

vụ VoD, Near VoD

và Broadcast

Đạt yêu cầu đề ra. Tuy

nhiên mới chỉ thử nghiệm

với các dữ liệu cục bộ, chưa

thực sự kết nối với hệ thống

giao dịch thanh toán thương

mại của các ngân hàng.

Lý do thay đổi (nếu có):

Về hạng mục hạ tầng IPTV, để kiểm tra năng lực đáp ứng hạ tầng cho

1.000 users truy cập đồng thời, do số lượng đầu cuối không đủ, dự án phải

dùng phương pháp giả lập đầu cuối trên PCs tại các phòng máy tính của

Viện CNTT ĐHQG và Đại học Sư phạm. Các số liệu thống kê dựa trên

kết quả thử nghiệm này.

Về hạng mục sản phẩm IP Set-Top-Box và Residential Gateway: Vì chuẩn

kiến trúc mới của Open IPTV yêu cầu tính năng kết nối đa giao thức cùng

rất nhiều phân hệ và hạng mục dịch vụ, bên cạnh yêu cầu cập nhật các

chuẩn mới như: Chuẩn H.264 cho Full HD Video, các tính năng hỗ trợ

phân hệ đa phương tiện - IMS, tính năng quản trị mạng - NMS, quản lý

chất lượng - QoS/QoE, tính năng bảo vệ nội dung dịch vụ - CSP ,… những

tính năng này làm tăng giá thành của Set-Top-Box lên rất cao, đồng thời

phát sinh chi phí đầu tư rất lớn, do vậy nhóm nghiên cứu quyết định

chuyển hướng thiết kế IP Multimedia Set Top Box trên nền PC-based.

Hiện tại nhóm nghiên cứu đã thiết kế thành công 30 mẫu thiết bị đầu cuối

IP Set-Top-Box và đang thử nghiệm trên mạng VCTV và VDC. Việc thiết

kế DMSoC chỉ dừng lại ở mức Hồ sơ thiết kế kỹ thuật cho DVB/C.

16

Về hạng mục dịch vụ giao dịch thanh toán: Hiện tại, hệ thống đã dựng

thành công chạy ổn định, tuy nhiên việc áp dụng thanh toán thực sự sẽ phải

kết nối với các hạ tầng thanh toán liên ngân hàng và CSDL khách hàng của

nhà cung cấp dịch vụ. Việc này có thể sẽ ảnh hưởng đến việc kinh doanh

của các bên đối tác nên không thể thực hiện được trong giai đoạn thử

nghiệm. Do vậy hiện tại nhóm nghiên cứu chỉ thử nghiệm được với các dữ

liệu giả, ở phạm vi cục bộ.

17

b) Sản phẩm KH&CN dạng III / IV:

TT Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học

cần đạt

Số lượng,

nơi công

bố

(Tạp chí,

nhà xuất

bản)

Theo

kế hoạch

Thực tế

đạt đƣợc

1

Tài liệu, báo cáo, hồ sơ (kết

quả nghiên cứu, khảo sát

hiện trạng Hạ tầng truyền

dẫn IP băng rộng tại Việt

Nam)

- Lựa chọn công nghệ và công

cụ điều tra khảo sát mới, phù

hợp

- Có biểu đồ, sơ đồ và số liệu

thống kê

- Đảm bảo tính khoa học và

đảm báo tính khái quát hợp lý

trong các phân tích, đánh giá

- Tuân thủ theo các tiêu chuẩn

về tài liệu kỹ thuật

Đạt yêu

cầu đề ra

2

Tài liệu, báo cáo, hồ sơ kỹ

thuật (Lựa chọn Công nghệ và

nhà cung cấp công nghệ)

Đạt yêu

cầu đề ra

3

Hồ sơ kỹ thuật, bản kế

hoạch triển khai chi tiết

(của Hệ thống IPTV)

- Có Biểu đồ, sơ đồ, và số liệu

thống kê

- Đảm bảo tính khoa học và

tính khái quát hợp lý


Quốc tế về tài liệu kỹ thuật.

Đạt yêu

cầu đề ra

4 Hồ sơ kỹ thuật (thiết lập Hạ

tầng kỹ thuật IPTV)

Đạt yêu

cầu đề ra

5

Hồ sơ kỹ thuật (thiết kế

mẫu thiết bị đầu cuối IP

Set-top-box)

Đạt yêu

cầu đề ra

6 Hồ sơ kỹ thuật (cho hạ tầng

IPTV đã đề xuất)

- Có thể dùng trong đào tạo và

chuyển giao công nghệ về thiết

lập một hạ tầng IPTV cơ bản;

Đạt yêu

cầu đề ra

7

Tài liệu, báo cáo, hồ sơ kỹ

thuật (về quá trình cung cấp

các dịch vụ phát hình quảng

bá)

- Lựa chọn công nghệ và công

cụ điều tra khảo sát mới, phù

hợp

- Có Biểu đồ, sơ đồ, và số liệu

thống kê

- Đảm bảo tính khoa học và bảo

đảm tính khái quát hợp lý trong

Đạt yêu

cầu đề ra

8 Mô hình hạ tầng kỹ thuật

(của hệ thống IPTV)

Đạt yêu

cầu đề ra

18

các phân tích, đánh giá


Quốc tế về tài liệu kỹ thuật.

9

Giải pháp – mô hình (cung

cấp dịch vụ thanh toán trực

tuyến trên nền IP)

- Có tính tương tác cao với

người dùng.

- Đảm bảo tính xác thực, bảo

mật và an toàn thông tin

Đạt yêu

cầu đề ra

10

Bộ tiêu chuẩn chung (hệ

thống cung cấp dịch vụ

IPTV)

- Đảm bảo tính khoa học và bảo

đảm tính khái quát hợp lý trong

phân tích, đánh giá


Quốc tế về tài liệu kỹ thuật

- Trình bày một cách hệ thống

các thông số kỹ thuật chi tiết hỗ

trợ cho:

(1) Thiết lập hệ thống

(2) Quản trị vận hành hệ thống

(3) Nâng cấp, mở rộng hệ

thống trong tương lai

Đạt yêu

cầu đề ra

11

Bộ tiêu chuẩn kỹ thuật

(đánh giá toàn bộ hệ thống)

Đạt yêu

cầu đề ra

12

Bộ tiêu chuẩn kỹ thuật (về

tích hợp và cung cấp dịch

vụ)

- Tài liệu chỉ dẫn cho việc tích

hợp đa dạng các dịch vụ từ

nhiều nguồn cung cấp khác

nhau;

Đạt yêu

cầu đề ra

13

Bộ tiêu chuẩn kỹ thuật (về

hỗ trợ liên kết mạng)

- Đảm bảo chỉ dẫn cho kết nối

đa dạng các nền tảng truyền

dẫn như ADSL, HFC, WiFi,…

của nhiều nhà cung cấp dịch vụ

khác nhau;

Đạt yêu

cầu đề ra

14

Bộ quy trình kỹ thuật (hạ

tầng dịch vụ gia tăng trên

nền IP)

- Đầy đủ, rõ ràng kể từ khâu

tiếp nhận công nghệ, triển khai

hạ tầng đến vận hành khai thác

hệ thống và quản lý chất lượng;


về xây dựng tài liệu quy trình

Đạt yêu

cầu đề ra

15

Bộ quy trình vận hành và

chỉ dẫn cung cấp dịch vụ

3 quy trình tối thiểu phải có là:

(i) Quy trình thiết lập hệ thống

và cung cấp dịch vụ,

(ii) quy trình vận hành, bảo trì

Đạt yêu

cầu đề ra

19

bảo dưỡng hệ thống.

(iii) Quy trình cung cấp dịch vụ

cũng như quy trình quản lý chất

lượng các dịch vụ: Phát hình

quảng bá (TV Broadcast), dịch

vụ video/audio theo yêu cầu và

dịch vụ video/audio gần như

theo yêu cầu (Video/Audio on

demand, Video/Audio near on

demand) trên hạ tầng IPTV đã

đề xuất;

Ghi chú: Sản phẩm KHCN quan trọng nhất của đề tài là Bộ tiêu chuẩn mô tả tại

các mục 10-11-12-13, phần các sản phẩm KH&CN dạng III / IV. Về cơ bản, các

nội dung và kết quả công việc không thay đổi. Tuy nhiên, để cho phù hợp với

thực tế và dễ dàng chuyển giao, có một số ghi chú về sản phẩm này:

Vì các vấn đề kỹ thuật và công nghệ nền của Open IPTV vẫn đang trong

giai đoạn tiếp tục được hoàn thiện, nên các thông số kỹ thuật định lượng về

hệ thống cung cấp dịch vụ hiện nay sẽ chỉ đúng trong từng giai đoạn, chưa

ổn định, và đang thay đổi rất nhanh theo thời gian. Do đó, Bộ tiêu chuẩn đề

xuất sẽ là bộ chuẩn kiến trúc công nghệ, thay vì các chỉ tiêu kỹ thuật cụ

thể. Các thông số kỹ thuật chi tiết cho IPTV sẽ được mô tả trong Hồ sơ

thiết kế kỹ thuật của một giải pháp thử nghiệm đề xuất (Mục 3-4-6, phần

các sản phẩm KH&CN dạng III / IV ).

Để thuận tiện cho việc chuyển giao, các tiêu chuẩn kiến trúc này được

đóng gói dưới hai tên thương hiệu sản phẩm là: (i) i-MPF® Framework:

– Khung kiến trúc tham chiếu cho mạng phía nhà cung cấp dịch vụ và (ii)

Home Media® Framework: Khung kiến trúc tham chiếu cho mạng dịch

vụ phía người sử dụng gia đình.

d) Kết quả đào tạo:

Số

TT

Cấp đào tạo,

Chuyên ngành

Số lượng Ghi chú

(Thời gian bắt đầu / kết thúc) Theo kế Thực tế

20

đào tạo hoạch đạt đƣợc

1 Thạc sỹ 02 01

01 đề tài đã hoàn thành: Nghiên cứu XD

giải pháp MobileTV trên mạng 3G của

VMS. – Học viện CN BCVT

Thực hiện: Phùng Đình Đông

Hƣớng dẫn: TS. Lê Nhật Thăng

Đã kết thúc 06/2010

02 đề tài chƣa kết thúc:

- Nguyễn Minh Quân (Bảo mật cho IPTV)

- Hoàng Văn Trường (IPTV trên nền P2P)

(Khoa Quốc tế và sau ĐH – HV CN

BCVT. Kết thúc tháng 12/2010)

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ :

Số

Tên sản phẩm

đăng ký

Kết quả Ghi chú

(Thời gian

kết thúc)

Theo

kế hoạch

Thực tế

đạt đƣợc

1 TVOL 1 0

2 i-MPF® Framework 0 1

3 HomeMedia® Framework 0 1

- Lý do thay đổi (nếu có): Sản phẩm dự kiến đã phân hoá thành 02 sản phẩm

công nghệ riêng, tương ứng với giải pháp dành cho nhà cung cấp dịch vụ (i-MPF)

và người sử dụng (Home Media), nên cần 02 thương hiệu riêng biệt, cho phù hợp

với nhu cầu thực tế của thị trường;

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã đƣợc ứng dụng vào thực tế

TT

Tên kết

quả

đã được

ứng

dụng

Thời

gian

Địa điểm

(Ghi rõ tên,

địa chỉ nơi

ứng dụng)

Kết quả sơ bộ

1 Home

Media

Từ

tháng

6/2010

VDC

Triển khai thử nghiệm thành công trên

mạng IP băng rộng (xDSL) cho các khách

hàng Mega VNN với các dịch vụ phát

21

hình quảng bá (broadcast)/ Multicast /

Unicast, (Số liệu Báo cáo kết quả thử

nghiệm kèm theo) và một dịch vụ giao

dịch thanh toán thử nghiệm. Đã hoàn

thành phương án kỹ thuật để chuyển giao

công nghệ cho giai đoạn đầu tư diện rộng

với quy mô lớn.

2 Home

Media

Từ

tháng

12/2009 VCTV

Cung cấp dịch vụ phát hình broadcast/

Multicast / Unicast, (Số liệu Báo cáo kết

quả thử nghiệm kèm theo) Triển khai thử

nghiệm thành công tại một số nhánh trên

mạng cáp truyền hình (HFC)

3 i-MPF Tháng

9/2009 Sở Thông tin

truyền thông

Tây Ninh

Đang triển khai Giải pháp tích hợp đa dịch

vụ truyền thông trên nền tảng IPTV cho hệ

thống thông tin Chính quyền – Người dân

tại Tây Ninh. Các dịch vụ truyền hình

quảng bá công cộng, quảng bá theo nhóm

và theo yêu cầu.

4 i-MPF Từ

tháng 9-

2009

(Triển

khai vào

khoảng

quý

4/2010)

Công trình

Internet New

City (Tại

Saigon

Hitech Park,

Quận 9 ,

Tp.HCM)

Đã ký kết hợp đồng, đang trong giai đoạn

tư vấn, thiết kế, chuyển giao công nghệ

cho hạ tầng truyền thông tích hợp tại công

trình Internet New City, tại Saigon Hitech

Park (tổng mức đầu tư lên tới 5,8 triệu

USD)

5 i-MPF Dự kiến

quý

4/2010

Khu Công

nghiệp Nam

Thăng Long,

Công ty đầu

tư phát triển

hạ tầng Hiệp

hội công

thương

Kế thừa kết quả từ VDC, đã ký kết, đang

hoàn tất các thủ tục để chính thức chuyển

giao công nghệ cho dự án

2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

22

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ

công nghệ so với khu vực và thế giới…)

a) Hiệu quả về khoa học công nghệ

1. Chuẩn kiến trúc và các tham số của hạ tầng Open IPTV (IPTV mở). Thiết

lập khung kiến trúc tham chiếu cho phép tích hợp đa dịch vụ trên nền IPTV ở

Việt Nam

Tiêu chuẩn hoá là cơ sở để phát triển một ngành công nghiệp đồng bộ, với nhiều

yêu cầu ràng buộc từ phía nhà cung cấp dịch vụ, người sử dụng, và các cơ quan

quản lý Nhà nước. Đây là thách thức lớn, không chỉ đối với Việt Nam mà đối với

hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ IPTV hiện nay trên thế giới.

Tiêu chuẩn hoá trong lĩnh vực công nghệ mới như IPTV là một chủ đề rất rộng,

và vô cùng phức tạp, bao gồm từ tiêu chuẩn kết nối, các bộ giao thức, chuẩn lưu

trữ và trao đổi dữ liệu,... với rất nhiều giải pháp công nghệ độc quyền và những

mạng dịch vụ đóng kín. Xuyên suốt quá trình này, kiến trúc hệ thống là một yếu

tố quan trọng hàng đầu đối với việc triển khai dịch vụ IPTV trên quy mô lớn.

Trong quá trình triển khai đề tài, nghiên cứu nhóm hoàn toàn làm chủ được tất cả

các yếu tố kỹ thuật cũng như mô hình kiến trúc của một hệ thống Open IPTV,

trên cơ sở đó, thiết lập một khung kiến trúc riêng cho một hạ tầng Open IPTV thế

hệ kế tiếp phù hợp với điều kiện Việt Nam, như một nền tảng tiêu chuẩn hoá, cho

phép tích hợp đa dạng các dịch vụ truyền thông hội tụ.

Trong khuôn khổ đề tài, nhóm nghiên cứu đã thiết lập thành công một khung kiến

trúc tham chiếu (Reference Framework) cho các dịch vụ truyền thông hội tụ trên

nền tảng IPTV mở (Open IPTV), với hai phần: (i) i-MPF® Framework dành cho

các nhà cung cấp dịch vụ và (ii) HomeMedia® Framework dành cho giao diện

mạng gia đình. Khung kiến trúc này đã được áp dụng triển khai thử nghiệm

thành công trên mạng IP băng rộng của VDC, và bước đầu đã nhận được những

hợp đồng triển khai thương mại hoá lên tới hàng triệu đô la Mỹ. [Mục III.1.e].

Hầu hết các hệ thống tiêu chuẩn kiến trúc và công nghệ của Open IPTV đều mới

được công bố hoặc thông qua vào Quý 1 & 2 năm 2009, nhưng ngay quý 4/ 2009,

23

một số các ứng dụng tuân thủ tiêu chuẩn trên đã được KC.01.14/06-10 nghiên

cứu phát triển và chuyển giao ra thị trường. Việc tiếp nhận và ứng dụng chuyển

giao công nghệ một cách nhanh chóng cho thấy trình độ tiếp cận và làm chủ công

nghệ của Việt Nam trong lĩnh vực này không hề thua kém thế giới và khu vực.

2. Siêu cơ sở dữ liệu nội dung đa phương tiện (Media Metadata) và CSDL

Video cho Open IPTV

Dòng làm việc dựa trên file (file-based workflow) là phương pháp hiệu quả để

sản xuất, lưu quản và phát sóng các chương trình truyền hình, đặc biệt là với

truyền hình số và IPTV. Trước đây file thường được sử dụng để dựng phi tuyến

tính, và sau đó cũng được sử dụng để phát (playout). Ở hầu hết các mạng truyền

hình Việt Nam hiện nay, hai công việc trên vẫn là hai công đoạn riêng biệt. Việc

kết nối hai khâu này lại thành một dòng làm việc trơn tru, cần có một mô hình

quản trị dữ liệu thống nhất với các tiêu chuẩn chặt chẽ về quản lý, lưu trữ, truyền

tải và xử lý các dịch vụ, nội dung đa phương tiện.

Dựa trên các bộ đặc tả tiêu chuẩn và kiến trúc được thông qua bởi ITU, OIPF,

Marlin cùng nhiều chuẩn công nghiệp khác, đề xuất của KC.01.14/06-10 về

metadata và các tiêu chuẩn thu thập, quản lý, lưu trữ và xử lý dữ liệu video cho

phép kết nối quá trình sản xuất và phát sóng, đồng thời cung cấp các trải nghiệm

dịch vụ truyền thông tương tác hỗn hợp trên nền video (video-based blended

services) với các metadata chính:

Linear TV Metadata: Dành cho dịch vụ nội dung theo lịch trình;

CoD Metadata: Dành cho các dịch vụ nội dung theo yêu cầu;

Interactive Services Metadata: Dành cho các dịch vụ tương tác;

Stored Content Metadata: Siêu dữ liệu nội dung lưu trữ;

3. Giao diện mạng gia đình và thiết bị đầu cuối gia đình (RG - Residential

Gateway và IP Multimedia Set Top Box)

24

Trước đây, RG (Residential Gateway) hay HG (Home Gateway) được hiểu

thuần tuý như một thiết bị kết nối mạng giá rẻ, sử dụng để kết nối mạng gia

đình với các nhà cung cấp dịch vụ bên ngoài.

Cùng với sự phát triển của các ứng dụng truyền thông giải trí gia đình, các

đặc tả kỹ thuật DLNA, HGI, MoCA… đã bắt đầu được chấp thuận rộng rãi,

các chuẩn kỹ thuật mạng gia đình đã được chính thức thông qua gần đây như

ITU-T G.hn 9970 (Tháng 1/2009), G.hn 9960 (Tháng 10/2009), 802.11n

(Tháng 10/2009),…, quan điểm về RG đã có những thay đổi lớn. Xu hướng

của các RG hiện nay là cần phải thông minh hơn, có giao diện người dùng

thân thiện và phong phú, chức năng mạnh mẽ. Nó là một thiết bị đầu cuối có

khả năng quản trị mạng và quản trị chất lượng (QoS/QoE) với cấu hình tự

động, hỗ trợ đa giao thức, đa dạng loại hình dịch vụ, cùng với khả năng tiếp

nhận và truyền tải đa dịch vụ. Với vai trò là một thành phần quan trọng trong

mạng truyền tải dịch vụ Open IPTV, RG cần phải hỗ trợ các tính năng quảng

trị, kiểm soát, nhận diện và cấu hình từ xa.

Thông qua việc nghiên cứu đón đầu các xu thế công nghệ, kết hợp chặt chẽ

với sự hỗ trợ của các chuyên gia từ các hãng công nghệ có ảnh hưởng lớn

trong lĩnh vực, KC.01.14/06-10 hiện đang là nhóm nghiên cứu đang cập nhật

những chuẩn công nghệ mới nhất để áp dụng trong việc xây dựng các RG tại

Việt Nam cho các dịch vụ truyền thông tương tác.

Nhằm đưa ra tiêu chuẩn hoá đầu cuối cho phép roaming dịch vụ, không lệ

thuộc vào nhà cung cấp, nhóm nghiên cứu đã phát triển một framework riêng

cho thiết lập mạng gia đình như một trung tâm kết nối truyền thông và giải trí

gia đình (Home Media Center) thực sự, với khả năng tích hợp và liên kết đa

dịch vụ bao gồm truyền thông liên lạc (Voice, Video Conference,…), truyền

thông giải trí (Home Entertainment), truyền số liệu (Internet, Data

Sharing,…), và có thể kết nối với mạng điều khiển cho ngôi nhà thông minh

(smart home) hay hệ thống quản lý hạ tầng của một toà nhà (IBMS –Inteligent

Building Management System).

Để hiện thực hoá các RG, hiện có hai xu hướng: (i) Sử dụng các giải pháp

System-on-Chip (SoC) và (ii) phát triển trên nền PC (PC-based).

25

Các hệ thống SoC với hệ điều hành nhúng có ưu điểm gọn nhẹ, tiết kiệm điện

năng và ổn định, tuy nhiên khi nghiên cứu hướng đi này, theo mô hình tích

hợp đa dịch vụ cho một trung tâm truyền thông giải trí gia đình mà

KC.01.14/06-10 đề xuất, việc nghiên cứu thiết kế sẽ phát sinh chi phí rất lớn,

đặc biệt khi phải tích hợp thêm nhiều tính năng mới như chuẩn H.264 cho

Full HD Video, các tính năng quản trị mạng, QoS/QoE, IMS,…. Do vậy, giá

thành thiết bị sẽ khá cao. Để khắc phục vấn đề này, bên cạnh việc tiếp tục tìm

hiểu các giải pháp SoC với các nền tảng ATI, Sigma Design… KC.01.14/06-

10 cũng đồng thời nghiên cứu và tham khảo các giải pháp PC-based của một

số nhà cung cấp công nghệ tiên phong như Intel, Microsoft, Apple và Sony.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công một mẫu thiết bị có chức năng

như một thành phần trung tâm của cổng mạng gia đình (Residential Gateway)

trên nền PC (PC-based IP Multimedia Set-Top-Box), đồng thời cũng đề xuất

một thiết kế IP STB với chip ATI như một thiết bị thu phát A/V trên IP

(Dừng ở mức độ tài liệu thiết kế kỹ thuật). 30 mẫu thiết bị đầu cuối trên nền

PC (PC-based IP Multimedia Set-Top-Box) dựa trên khung kiến trúc đề xuất

của KC.01.14/06-10 hiện đang được triển khai thử nghiệm trên mạng cáp

VCTV, và đã thực sự mang lại các trải nghiệm mới về một hệ thống tiện nghi

truyền thông hội tụ số trong gia đình.

4. Nền tảng phân phối dịch vụ (SDP – Service Delivery Platform)

Là một khái niệm mới được phát triển trong những năm gần đây, SDP hiện

nay chưa có một định nghĩa và các tiêu chuẩn thống nhất, mà chỉ được hiểu

một cách chung nhất là tập hợp các thành phần tạo nên một kiến trúc cung

cấp dịch vụ (chẳng hạn như tạo dịch vụ, kiểm soát phiên và các giao thức,...)

của nhà cung cấp dịch vụ, với mục tiêu cho phép phát triển và triển khai

nhanh chóng các dịch vụ truyền thông đa phương tiện hội tụ số.

Việc nghiên cứu triên khai SDP là một bài toán lớn, và rất quan trọng trong

quá trình tạo ra môi trường phát triển và chia sẻ ứng dụng giữa các nhà cung

cấp nội dung/dịch vụ độc lập với các doanh nghiệp cung cấp dich vụ truyền

thông hội tụ như IPTV. Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu và bước đầu xây dựng

các phác thảo mô hình cho nền tảng này. Tuy nhiên vì quy mô công việc này

26

vượt ra ngoài phạm vi các mục tiêu của đề tài KC.01.14/06-10, đồng thời do

giới hạn về mặt thời gian, nhóm nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc xây dựng các

đặc tả định hướng về môi trường phát triển và cung ứng các dịch vụ dùng

chung cho một hệ thống IPTV mở.

5. Nền tảng hỗ trợ giao dịch thương mại và thanh toán trực tuyến (EDIS)

Từ đặc thù của một hệ thống dịch vụ theo yêu cầu, truyền hình tương tác

thường được cung cấp dưới hình thức trả tiền theo nội dung sử dụng (pay-

per-view), bên cạnh đó, các dịch vụ gia tăng đa dạng trên nền IPTV như giao

dịch thương mại điện tử, Home Banking, Home Shoping, e-Payment cũng là

những dịch vụ thường được sử dụng, ... do vậy hệ thống sẽ cần phải tích hợp

sẵn tính năng giao dịch trực tuyến (e-Transaction) với một nền tảng trao đổi

dữ liệu điện tử và giao dịch thanh toán đi kèm theo hệ thống.

Đề xuất của KC.01.14/06-10 tập trung vào mục tiêu thiết lập một nền tảng hỗ

trợ giao dịch bảo đảm và tin cậy, nhằm cung cấp các dịch vụ giao dịch

thương mại và thanh toán giữa các cá nhân là thuê bao của hệ thống với các

doanh nghiệp cung cấp dịch vụ IPTV, đồng thời liên kết chặt chẽ với các quy

trình giao dịch thương mại điện tử nói chung.

Hệ thống tuân thủ các chuẩn UN/EDIFACT (D09A), và đang tích hợp thêm

các loại chuẩn khác như ISO8583 (cho các thông điệp giao dịch với hệ thống

thông tin tài chính), HL7 (cho các giao dịch với các tổ chức y tế), X12 (cho

giao dịch thương mại với khu vực Bắc Mỹ)... hoàn toàn tương thích với hệ

thống giao dịch thanh toán liên ngân hàng và các chuẩn trao đổi dữ liệu dùng

trong giao dịch thương mại trên toàn cầu.

Giao diện giao dịch và thanh toán điện tử được tích hợp trên Headend và IP

Set-topbox, có tính tương tác cao với người dùng, đảm bảo tính xác thực, bảo

mật và an toàn thông tin thông qua hạ tầng CA/PKI sẵn có của VDC.

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội và môi trƣờng:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các

sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

27

1. Tăng cƣờng hiệu quả nhờ chia sẻ và tái sử dụng các tài nguyên dùng

chung: Các mạng dịch vụ IPTV thường phải là các mạng cam kết chất

lượng theo mô hình cung cấp từ- đầu-cuối-đến-đầu-cuối (End-to-End). Do

đặc thù từ các yêu cầu khắt khe của một hệ thống cam kết chất lượng nên

các mạng hiện nay có xu thế đóng kín với các công nghệ độc quyền, đồng

thời thị trường chỉ bó hẹp trong số thuê bao hiện có.

Kinh nghiệm cho thấy về lâu dài, các nhà cung cấp dịch vụ thường sẽ gặp

nhiều khó khăn bởi những ràng buộc và yêu sách của các công nghệ độc

quyền. Bên cạnh đó, việc thiếu những hệ thống tiêu chuẩn thống nhất dẫn

đến những hạn chế trong khả năng kết nối liên mạng dịch vụ (roaming),

những hạn chế trong việc chia sẻ và tái sử dụng tài nguyên, gây ra nhiều

lãng phí cho xã hội, bất tiện cho người sử dụng, và các bất cập trong công

tác quản lý nhà nước.

Các tiêu chuẩn lưu trữ, xử lý và truyền tải các dữ liệu/dịch vụ /nội dung đa

phương tiện của khung kiến trúc tham chiếu i-MPF® Framework (IP

Multiplay Facility Framework) do KC.01.14/06-10 đề xuất cho phép các nhà

cung cấp dịch vụ IPTV tái sử dụng, chia sẻ và dùng chung các tài nguyên

nội dung/dịch vụ/ hạ tầng, đồng thời có thể dễ dàng kết nối liên mạng dịch

vụ trong dây chuyền cung ứng dịch vụ trên phạm vi toàn quốc và rộng hơn,

với đa dạng nền tảng mạng và nhà cung cấp. Nhờ vậy, các tổn thất do chi

phí đầu tư trùng lặp sẽ giảm đi đáng kể, và con số tiết kiệm được được chắc

chắn sẽ rất lớn.

2. Không bị lệ thuộc vào các công nghệ độc quyền và tùy biến linh hoạt:

Home Media® Framework và i-MPF® Framework là hệ thống các đặc tả

tiêu chuẩn có tính định hướng, nó đủ chặt chẽ để xác định được chính xác

các yêu cầu và phạm vi của một giải pháp, nhưng đủ lỏng để các đơn vị

cung cấp dịch vụ có thể chủ động áp dụng (vận dụng) linh hoạt trong đầu tư

và lựa chọn nhà cung cấp công nghệ trong các bài toán cụ thể, tuỳ theo điều

kiện của từng địa phương / khu vực. Nói một cách khác, các giải pháp dựa

trên Home Media® Framework & i-MPF® Framework vẫn đảm bảo tính

chuẩn hoá, nhưng có thể tuỳ biến linh hoạt mà không lệ thuộc vào các công

nghệ độc quyền. Chính vì vậy, các framework này đã nhận được sự hưởng

ứng mạnh mẽ của thị trường cũng như sự ủng hộ của các nhà cung cấp công

nghệ.

28

3. Đáp ứng đúng những nhu cầu cấp thiết của xã hội và có tính ứng dụng

thực tiễn cao: Các giải pháp dựa trên các Framework do KC.01.14/06-10 đề

xuất hiện đang được áp dụng triển khai thử nghiệm trên thực tế tại VDC,

Truyền hình cáp Trung ương VCTV, Sở Thông tin Truyền thông Tây ninh,

đồng thời, cũng đã ký được các hợp đồng đặt hàng triển khai tại các dự án

đầu tư lớn như Internet New City và một số khu đô thị mới tại Hà Nội...

Các thành tích chuyển giao công nghệ của dự án đến nay gồm:

- Đã ký kết hợp tác chuyển giao công nghệ truyền hình tương tác thông

qua việc áp dụng khung kiến trúc i-MPF: Hợp tác với Sở TTTT Tây

Ninh trong việc thiết lập hệ thống thông tin giao tiếp giữa Chính quyền

và Người dân trên địa bàn Tỉnh, đồng thời cung cấp đa dạng các dịch

vụ truyền thông tương tác phục vụ cộng đồng. Dự án dự kiến trị giá

khoảng 3 triệu đô la Mỹ, hiện đang trong giai đoạn triển khai thử

nghiệm;

- Đã ký kết hợp đồng chuyển giao công nghệ và triển khai tại Dự án

Internet New City với quy mô dự án gần 5,8 triệu đô la Mỹ (Dự kiến

bắt đầu triển khai khoảng cuối Q4/2010);

- Đã triển khai thử nghiệm thành công trên mạng Truyền hình cáp trung

ương và mạng MegaVNN (của VDC). Giải pháp và mô hình kiến trúc

do KC.01.14/06-10 đề xuất đã được VDC và một số nhà đầu tư lựa

chọn áp dụng để triển khai dịch vụ trên diện rộng, với tổng giá trị dự án

dự kiến khoảng 25 triệu USD, hiện nay đang trong giai đoạn xúc tiến

các thủ tục đầu tư để chính thức tiếp nhận chuyển giao công nghệ;

- Bên cạnh đó, đề tài cũng đã nhận được đơn đặt hàng từ nhiều khu đô

thị và khu công nghiệp trên cả nước. Tuy nhiên, hiện nay, các dự án

này mới đang chỉ trong giai đoạn khảo sát, phân tích yêu cầu.

3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

TT Nội dung Thời gian

thực hiện

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ

trì…)

I Báo cáo định kỳ

29

1 Kỳ 1: 15/9/2008

15/3/2008 –

15/9/2008 Về số lƣợng: Đã hoàn thành: 05 báo cáo

chuyên đề + 03 Tài liệu đề xuất kỹ thuật. Đang

thực hiện: 05 báo cáo chuyên đề

Về chất lƣợng: Nhìn chung, các báo cáo đã

đạt yêu cầu kỹ thuật đặt ra, tuy nhiên, vì có

nhiều báo cáo do chuyên gia nước ngoài thực

hiện nên chưa hoàn thiện về hình thức và tiêu

chuẩn văn bản quy định, cũng như chưa kịp

tổng hợp trong báo cáo cuối cùng.

Về tiến độ thực hiện: Một số hạng mục bị

chậm tiến độ do những yếu tố khách quan (tiến

độ giải ngân, độ phức tạp trong công tác quản

lý hạ tầng viễn thông ở Việt Nam nói chung và

của các khu vực khảo sát nói riêng)

2 Kỳ 2: 15/3/2009 16/9/2008 –

15/3/2009 Về số lượng:

- Đã hoàn thành 18 báo cáo và hạng mục.

- Đang thực hiện 1 báo cáo

Về chất lượng: Đảm bảo chất lượng như yêu

cầu đặt ra

Về tiến độ thực hiện: Việc đấu thầu mua sắm

trang thiết bị thử nghiệm bị chậm tiến độ. Đề

tài đã khắc phục bằng cách đầu tư bổ sung một

số hạng mục

3 Kỳ 3: 15/9/2009

16/3/2009 –


- Đã hoàn thành 3 hạng mục.

- Đang thực hiện 1 hạng mục và 5 báo cáo


cầu đặt ra


chậm tiến độ vì Ban CN đề tài xin điều chỉnh

bổ sung mua thiết bị và thời gian thuê/mua

thiết bị phục vụ đề tài.

4 Kỳ 4: 15/3/2010 16/3/2009 –


- Đã hoàn thành: 3 hạng mục

30

- Đang thực hiện: 2 hạng mục


cầu đặt ra


chậm tiến độ vì Ban CN đề tài xin điều chỉnh

bổ sung mua thiết bị và thời gian thuê/mua

thiết bị phục vụ đề tài.

II Kiểm tra định kỳ

1 Lần 1:

11/11/2008

Về nội dung: Đề tài đã thực hiện một số báo

cáo, khảo sát để sản xuất

Về tiến độ thực hiện: Đề tài đã bắt đầu thực

hiện theo kế hoạch đã đăng ký trong thuyết

minh đề tài. Tuy nhiên tiến độ ban đầu còn

chậm, cần tăng tiến độ.

Chủ trì: GS.TS Nguyễn Thúc Hải

2 Lần 2:

2/4/2009

Về nội dung: Đề tài đã đạt được các nhiệm vụ

đăng k ý.

Về tiến độ thực hiện: Đề tài thực hiện theo

tiến độ đã xác định.


3 Lần 3:

13/10/2009

Về nội dung: Đề tài thực hiện các công việc

như trong thuyết minh

Về tiến độ thực hiện:

- Rà soát các công việc để tiến đến nghiệm thu

cấp cơ sở. Bám sát các điều khoản sản phẩm.

- Hoạt động đáng khích lệ, khuếch trương hoạt

động đề tài

- Đề nghị hội thảo, xin ý kiến thẩm định các

sản phẩm như : bộ tiêu chuẩn

- Chú trọng bản quyền sở hữu trí tuệ


4 Lần 4:

16/4/2010

Về nội dung:

- Đề tài cần hoàn thiện tiếp các phần trong phụ

lục 2 của Hợp đồng.

- Chứng minh phần KHCN của đề tài tham gia

- Bản quyền sở hữu trí tuệ đăng ký: giải pháp,

quy trình, kiến trúc hạ tầng

Về tiến độ thực hiện:

31

- Thanh quyết toán và hoàn thiện các nội dung

còn lại trước 30/6 để nghiệm thu cấp cơ sở

- Sau 30 ngày đánh giá cấp cơ sở, cần nộp hồ

sơ lên BCN chương trình để làm thủ tục đánh

giá cấp nhà nước


III Nghiệm thu cơ sở

Chủ nhiệm đề tài

(Họ tên, chữ ký)

Thủ trƣởng tổ chức chủ trì

(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)

32

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................................ 34

DANH MỤC CÁC QUY ƢỚC, KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ........................................... 35

Các định nghĩa .............................................................................................................................. 35

Chữ viết tắt ................................................................................................................................... 37

1. MỞ ĐẦU: ......................................................................................................................... 44

1.1 Các đặc điểm của đề tài ......................................................................................................... 44

1.2 Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................................. 45

2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI............................. 46

2.1 Ngoài nƣớc ........................................................................................................................... 46

2.1.1 Mạng dịch vụ nhà cung cấp: Open IPTV và các dịch vụ hỗn hợp trên nền Video. ...................... 46

2.1.2 Cổng dịch vụ người dùng: Residential Gateway và Home Gateway ........................................ 47

2.2 Trong nƣớc .......................................................................................................................... 49

3. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÁC NỘI DUNG THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI .... 51

4. BÁO CÁO TÓM TẮT VỀ CÁC KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG ....................................... 52

4.1 Nội dung hoạt động 1: Nghiên cứu khảo sát, đánh giá hiện trạng hạ tầng và xác định các điều kiện

triển khai dự án ............................................................................................................................. 52

4.1.1 Mục tiêu hoạt động: ...................................................................................................... 53

4.1.2 Các nội dung hoạt động:................................................................................................. 53

4.1.3 Kết quả đạt được:.......................................................................................................... 58

4.2 Nội dung hoạt động 2: Nghiên cứu đề xuất một hạ tầng Open IPTV (IPTV mở) nhƣ là một nền tảng

hạ tầng dịch vụ truyền thông số (hội tụ) trên mạng IP băng rộng ở Việt Nam. ....................................... 59

4.2.1 Mục tiêu và trọng tâm hoạt động:..................................................................................... 59

4.2.2 Các hoạt động cụ thể: .................................................................................................... 60

4.2.3 Các kết quả đạt được: .................................................................................................... 65

4.3 Nội dung nhóm hoạt động 3: Triển khai thử nghiệm dịch vụ, bao gồm dịch vụ phát hình quảng bá

(TV Broadcast), dịch vụ video/audio theo yêu cầu và gần nhƣ theo yêu cầu (Video/Audio on demand,

Video/Audio near on demand) và một dịch vụ gia tăng về kết nối giao dịch thanh toán (e -

Payment/Transaction) trên hạ tầng IPTV đã xây dựng. ..................................................................... 72



4.3.3 Kết quả đạt được:.......................................................................................................... 73

33

4.4 Nội dung nhóm hoạt động 4: Triển khai thực tế. Nghiên cứu, đánh giá kết quả thực nghiệm và thiêt

lập hệ thống chỉ tiêu kỹ thuật về dịch vụ và quy trình cung cấp dịch vụ trên hạ tầng IPTV mở ............... 75



4.4.3 Kết quả đạt được:.......................................................................................................... 76

5. KÊT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................ 80

6. TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 82

34

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2-1: Hiện trạng và xu thế phát triển của công nghệ truyền thông hiện đại........................................................................... 47

Hình 2-2: Mô hình cổng dịch vụ người tiêu dùng tại các hộ thuê bao .......................................................................................... 48

Hình 3-1: Vị trí của các sản phẩm và mối liên hệ trong đề tài KC.01.14/06-10 ........................................................................... 51

Hình 4-1: Xu thế hội tụ các mạng dịch vụ truyền hình di động và IPTV truyền thống ............................................................... 54

Hình 4-2: Kiến trúc chức năng mạng băng rộng cho IPTV dựa trên IMS ................................................................................... 56

Hình 4-3: Kiến trúc chi tiết mạng băng rộng đầy đủ dịch vụ cho IPTV dựa trên IMS ................................................................ 57

Hình 4-4: Các hoạt động hợp tác nghiên cứu và trao đổi học thuật trong khuôn khổ đề tài KC.01.14/06-10 ............................. 62

Hình 4-5: i-MPF® Framework cho mô hình kết nối liên mạng dịch vụ ....................................................................................... 66

Hình 4-6: Ứng dụng Home Media® Framework cho các cụm dân cư, khu đô thị, khu công nghiệp và các hộ thuê bao ............ 66

Hình 4-7: Giao diện thiết bị đầu cuối cho các ứng dụng giải trí gia đình (đang triển khai trên mạng Mega VNN của VDC) .... 70

Hình 4-8: Giao diện thiết bị đầu cuối cho các ứng dụng giải trí gia đình (Đang triển khai trên mạng HFC của VCTV)............ 71

Hình 4-9: Giao diện thiết bị đầu cuối với bàn phím cảm ứng cho các ứng dụng truyền thông công cộng, phục vụ hoạt động

giao tiếp giữa Chính quyền – Người dân (Dự án đang được triển khai tại Tỉnh Tây Ninh) ......................................................... 71

Hình 4-10: Các màn hình của hệ thống máy chủ đo đạc .............................................................................................................. 74

Hình 4-11: Phạm vi của i-MPF® Framework và mối liên hệ với các thành phần trong mô hình kết nối liên mạng d ịch vụ (mô

hình mạng IP mở) .......................................................................................................................................................................... 77

Hình 4-12: Mô hình i-MPF® Framework cho các dịch vụ truyền thông công cộng .................................................................... 78

Hình 4-13: Giới thiệu và ký kết chuyển giao các giải pháp công nghệ dựa trên HomeMedia & i-MPF® Framework................ 79

35

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC QUY ƢỚC, KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

Các định nghĩa

Access Network Cơ sở hạ tầng mạng được sử dụng bởi các nhà cung cấp truy nhập

để phân phối các dịch vụ IPTV tới người dùng.

Hạ tầng mạng truy nhập được sử dụng cho việc phân phối nộ dung

và có thể bao gồm cả quản lý chất lượng dịch vụ để đảm bảo tài nguyên mạng luôn sẵn sàng cho việc cung cấp, phân phối các nội

dung

Application Tập hợp tất cả các tài sản (assets) and logic để cùng cung cấp một

dịch vụ đến người sử dụng. Các tài sản và logic có thể nằm ở máy chủ ứng dụng hay là ở ITF hay là cả hai.

Consumer Domain Tên miền nơi mà các dịch vụ IPTV được sử dụng. Một Consumer

Domain có thể bao gồm một thiết bị đầu cuối đơn hoặc là một

mạng lưới các thiết bị đầu cuối và các thiết bị liên quan cho việc sử dụng dịch vụ.

Consumer Network Mạng cục bộ nơi chức năng thiết bị IPTV được đặt. Mạng người

dùng bao gồm mạng khu dân cư, hot spots, hotel networks…

Consumer Xem phần End User(s)

Content Ví dụ như audio, video, data…

Content Guide

Một hướng dẫn ở trên màn hình bao gồm các danh mục và các nội

dung theo yêu cầu, cho phép 1 người dùng có thể di chuyển, lựa

chọn, và khám phá các nội dung theo thời gian, theo kênh, theo tiêu đề, theo thể loại…

Content Protection Bảo vệ nội dung từ việc sử dụng trái phép như tái phân phối, ghi

âm, phát, sao chép

Content Provider Thực thể cung cấp nội dung và quyển sử dụng cho nhà cung cấp

dịch vụ IPTV

End User(s) Người sử dụng các dịch vụ IPTV

Internet Internet trên toàn phạm vi thế giới, mạng truy cập công cộng của

các mạng máy tính liên kết nối mà có thể truyền dữ liệu bởi

36

chuyển mạch gói sử dụng giao thức chuẩn IP

IPTV Service Provider Thực thể đưa ra các dịch vụ IPTV và có các mối quan hệ ký kết

với các thuê bao

IPTV Solution Các đặc tả kỷ thuật được đưa ra bởi OPEN IPTV

IPTV Terminal

Function

Chức năng trong mạng người dùng mà có thể đáp ứng cho việc kết

cuối phương tiện và điều khiển dịch vụ IPTV.

Local Storage Nội dung lưu trữ trong phạm vi lĩnh vực quản lý của nhà cung cấp

dịch vụ IPTV, nhưng không tren môi trường vật lý (ví dụ như lưu trữ cục bộ có thể là một phần lưu trữ được đặt tại mạng khu dân cư và được cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ IPTV để tải trước CoD).

Network Personal Video

Recorder (nPVR)

Cung cấp chức năng PVR nhờ đó mà nội dung được lưu trữ trong

miền nhà cung cấp dịch vụ IPTV. nPVR cho phép một user có thể lập lịch ghi lại nội dung của các chương trình. User có thể lựa chọn nội dung sau đó nếu họ muốn xem từ nội dung đã được ghi.

Portal Một chức năng của dịch vụ nền cung cấp các đầu vào các dịch vụ

IPTV tới Users qua một giao diện người dùng.

Program Một phần của nội dung đã được lập lich.

Program Guide Xem hướng dẫn nội dung.

Push CoD Một kiểu nội dung theo yêu cầu trong đó nội dung được tải trước

tới lưu trữ ITF bởi nhà cung cấp dịch vụ IPTV. User không điều khiển trực tiệp nội đã được tải xuống, tuy nhiên nhà cung cấp dịch

vụ có thể chọn dựa trên các ưu tiên và thói quen của người dùng. Nội dung luôn sẵn sàng cho việc sử dụng trực tiếp sau khi lựa chọn người dùng được xác nhận.

Residential Network Mạng người sử dụng tại Gia đình / khu dân cư

Scheduled Content Dịch vụ IPTV nơi mà diễn ra theo lịch trình đã được cố định bởi

một thực thể hơn là người dùng. Nội dung được truyền tới người dùng cho việc sử dụng tức thời.

Service Nội dung và các ứng dụng được cung cấp các nhà cung cấp các

dịch vụ nền tảng và các dịch vụ IPTV.

Service Access

Protection

Bảo vệ các dịch vụ IPTV từ việc sử dụng hoặc truy cập trái phép.

Ví dụ như

- Truy nhập trái phép từ người sử dụng

- Tấn công DoS

Service Platform

Đối tượng dựa trên các mối quan hệ với các nhà cung cấp dịch vụ

37

Provider IPTV, cung cấp chức năng hỗ trợ cho việc phân phối dịch vụ IPTV

như tính cước, điều khiển truy cập và các chức năng khác mà không phải là một phần của dịch vụ IPTV nhưng được yêu cầu cho

việc quản lý phân phối chúng.

Service Protection Bảo vệ nội dung (files or streams) trong suốt quá trình phân phối

chúng

Session Portability Khả năng các dịch vụ/ứng dụng đưa ra có thể được chuyển từ một

thiết bị này đến thiết bị khác cho một phiên liên tục theo thời gian thực

Subscriber Cá nhân mà có ký kết với nhà cung cấp dịch vụ cho việc sử dụng

các dịch vụ

Subscription Profile Thông tin gắn kết với thuê bao

Trick Mode Phương tiện cho phép User điều khiển playback nội dung, như tạm

dừng, nhanh hoặc chậm, đặt trước…

User Profile Thông tin kết hợp với các User riêng biệt mà là một phần của thuê

bao.

User(s) Xem phần End User(s)

Chữ viết tắt

Chữ viết tắt Từ tiếng Anh Dịch nghĩa

ADSL Asymmetric digital subcriber line Đường dây thuê bao số bất đối xứng

AG Applycation Gateway Cổng ứng dụng

AKA Authentication and Key Agreement Xác thực và thỏa thuận khóa

AP Access Point and Authentication

proxy

Điểm truy nhập và sự ủy nhiệm xác

thực

API Application Programming Interface Giao diện chương trình ứng dụng

A-RACF Access Resource Admission Control

Function

Chức năng điều khiển tổ chức tài

nguyên truy nhập

AS Application Server Máy chủ ứng dụng

ASM Authentication and Session Quản lý phiên và xác thực

38

management

AV Authentication Vector Hướng xác thực

A/V Audio and Video Âm thanh và hình ảnh

BCG Broadband content Guide defined by

DVB

Nội dung băng thông rộng hướng dẫn

xác định bởi DVB

BTF Basic Transport Function Chức năng truyền tải cơ bản

CAC Connectivity Admission Control Điều khiển tổ chức khả năng kết nối

CAS Conditional Access System Hệ thống truy nhập có điều kiện

CC Cluster controller Điều khiển cụm

CD Content Delivery Phân phát nội dung

CDC Connected Device Configuration Cấu hình thiết bị kết nối

CDF Content Delivery Function Chức năng phân phát nội dung

CDN Content Delivery Network Mạng phân phát nội dung

CDNC CDN Controller Điều khiển CDN

CE Consumer Equipment Thiết bị người dùng

CG Content Guide Hướng dẫn nội dung

CK Ciphering Key Khóa mật mã

CoD Content on Demand Nội dung theo yêu cầu

CPE Customer Premise Equipment Thiết bị nhà khách hàng

CPI Content Provider Interface Giao diện nhà cung cấp nội dung

CSP Content and Service Protection Bảo vệ dịch vụ và nội dung

CPSG Content and Service Protection

Gateway

Cổng bảo vệ dịch vụ và nội dung

DAE Declarative Application

Môi trường ứng dụng khai báo

39

Environment

DLNA Digital Living Network Alliance Liên minh mạng sống số

DLNA DMS DLNA Digital Media Server Máy chủ truyền thông số DLNA

DLNA DMP DLNA Digital Media Player Phương thức đọc dữ liệu số DLNA

DOS Denial of Service Từ chối dịch vụ

DRM Digital Rights Management Quản lý các quyền số

DSCP DIFF Service Code Point Điểm mã dịch vụ DIFF

DTCP-IP Digital Transmission Content

Protection over Internet Protocol

Bảo vệ nội dung truyền dẫn số qua giao

thức mạng

DTT Digital Terrestrial Television Truyền hình số mặt đất

DVB-IP Digital Video Broadcasting Internet

Protocol

Phát quảng bá hình ảnh số qua giao

thức mạng

ECMA European Computer Manufacturers

Association, ECMA International –

European association for

standardzing information and

communication systems

Hiệp hội các nhà sản xuất máy tính

châu Âu, ECMA quốc tế - Hiệp hội

châu Âu cho chuẩn hệ thống thông tin

và truyền thông

EPG Electronic Program Guide Chương trình hướng dẫn điện tử

FE Functional Entity Chức năng thực tế

GBA Generic Bootstrapping Architecture Kiến trúc khởi động tổng quát

GENA General Event Notification

Architecture

Kiến trúc khai báo sự kiện chung

GPON Gigabit Ethernet Passive Optical

Network

Mạng quang thụ động

GUI Graphical User Interface Giao diện người sử dụng đồ họa

HD

High Definition Độ phân giải cao

40

HDMI High Definition Multimedia

Interface

Giao diện đa phương tiện độ phân giải

cao

HLA High Level Architecture Kiến trúc mức cao

HN Home Network Mạng gia đình

HSS Home Subscriber Server Thuê bao máy chủ hộ gia đình

HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền dẫn siêu văn bản

IAI Internet Access Interface Giao thức truy nhập Internet

IG IMS Gateway Cổng IMS

IGMP Internet Group Management

Protocol

Giao thức quản lý nhóm mạng

IMPI IMS Private User Identity Nhận dạng người sử dụng riêng IMS

IMPU IMS Public User Identity Nhận dạng người sử dụng công cộng

IMS

IMS IP Multimedia Subsystem Hệ thống con đa phương tiện IP

IP Internet Protocol Giao thức mạng

IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức mạng

ISIM IMS Subscriber Identity Module Đơn vị nhận dạng thuê bao ISM

ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet

ITF IPTV Terminal Function Chức năng thiết bị đầu cuối IPTV

M/C-U/C Multicast to Unicast

LAN Local Area Network Mạng cục bộ

MAC Message Authentication Code Mã xác thựu bản tin

MDTF Multicast Data Terminating Function Chức năng kết thúc quảng bá theo

nhóm

MSRP Message Session Relay Protocol Giao thức chuyển tiếp phiên

41

NAT Network Address Translation Truyền tải địa chỉ mạng

nPVR Network Personal Video Recorder Ghi hình mạng cá nhân

OIF Open IPTV Forum Diễn đàn mở IPTV

OMA Open Mobile Alliance Liên minh di động mở

OITF Open IPTV Terminal Function Chức năng đầu cuối IPTV mở

PAE Procedural Application Environment Môi trường ứng dụng theo thủ tục

P2P Peer-to-Peer Ngang hàng

PC Personal Computer Máy tính cá nhân

PIM Protocol Independent Multicast Giao thức multicast độc lập

PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng

POTS Telephone Service Dịch vụ điện thoại

QoS Quality of Service Quản lý chất lượng dịch vụ

RAC Resource and Admission Control Điều khiển tổ chức và nguồn tài nguyên

RAND Random Challenge Thách thức ngẫu nhiên

RCEF Resource Control Enforcement

Function

Chức năng thi hành điều khiển tài

nguyên

RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực

RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực

RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức

RMS Remote Management System Hệ thống quản lý vùng xa

RUI Remote User Interface Giao diện người sử dụng ở vùng xa

SAA Service Access Authentication Xác thực truy nhập dịch vụ

SCART Syndicar des Constructeurs

d’Appareils Radiorécepteurs et

42

Téléviseurs

S-CSCE Serving Call Session Control

Function

Chức năng điều khiển phiên phục vụ

gọi

SD Standard Definition Định nghĩa tiêu chuẩn

SD&S DVB Service Discovery and

Selection

Chọn và phát hiện dịch vụ DVB

SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên

SLA Service Level Agreement Đồng ý mức dịch vụ

SIM Subscriber Identity Module Phần nhận dạng thuê bao

SIP Session Initiation Protocol Giao thức bắt đầu phiên

SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn

SP Service Provider Người cung cấp dịch vụ

SPI Service Provider Interface Giao diện người cung cấp dịch vụ

SPDF Service-based Policy Decision

Function

Chức năng giải quyết chính sách dịch

vụ cơ bản

SPP Service Platform Provider Nhà cung cấp nền tảng dịch vụ

SSO Single Sign-on Ký kết đơn lẻ

STB Set Top Box

TBD To Be Determined Được xác định

TCI Transport and Control Interface Giao diện điều khiển và truyền dẫn

TCP/IP Transmission Control

Protocol/Internet Protocol

Giao thức điều khiển truyền dẫn/giao

thức mạng

UE User Entity Thực thể người dùng

UI User interface Giao diện người dùng

UICC Universal Integrated Circuit Mạch tích hợp đa năng

43

UNI User Network Interface Giao diện mạng người dùng

URI Uniform Resource Identifier Nhận dạng tài nguyên đồng dạng

URL Uniform Resource Locator Máy dò tài nguyên đồng dạng

USIM Universal Subscriber Identity

Module

Modul nhận dạng thuê bao

VoD Video on Demand Hình ảnh theo yêu cầu

xDSL Any DSL Đường dây thuê bao số

WLAN Wireless LAN LAN không dây

WAN Wide Area Network Mạng diện rộng

XML eXtensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng

XHTML eXtensible Hypertext Markup

Language

Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản mở

rộng

44

1. MỞ ĐẦU:

Đề tài KC.01.14/06-10: “Nghiên cứu triển khai các dịch vụ truyền thông số

tương tác trên nền IP” là một đề tài viết theo đề xuất đã được Ban chủ nhiệm

Chương trình KC01 duyệt, được thực hiện trong 24 tháng từ tháng 3/2008 đến

3/2010. Do khối lượng công việc phải thực hiện khá lớn, và liên quan đến nhiều

thủ tục cho triển khai thực tế, Đề tài đã xin phép được gia hạn tới cuối tháng

6/2010.

Nội dung chính của đề tài là Nghiên cứu đề xuất Open IPTV như là một nền tảng

hạ tầng dịch vụ truyền thông số (hội tụ) trên mạng IP băng rộng ở Việt Nam, làm

cơ sở cho việc triển khai đa dạng các dịch vụ giao dịch tương tác.

1.1 Các đặc điểm của đề tài

Khối lƣợng sản phẩm lớn và rất đa dạng

Số lượng các sản phẩm là 21 sản phẩm, chia thành 9 nhóm sản phẩm chính thuộc

nhiều chủng loại khác nhau bao gồm Bộ tiêu chuẩn khung kiến trúc tham chiếu,

bộ tài liệu hồ sơ kỹ thuật, giải pháp, quy trình, hệ thống thiết bị máy móc phần

cứng, phần mềm và cơ sở dữ liệu.

Có tính ứng dụng cao

Hầu như tất cả các sản phẩm đề tài đều có ứng dụng thực tế, và được xuất phát từ

nhu cầu thực tế của xã hội. Nhiều sản phẩm còn có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh

vực.

Tính phối hợp liên ngành cao và đòi hỏi sự đáp ứng linh hoạt tại nhiều khu

vực có đặc thù khác nhau

Các sản phẩm của đề tài liên quan đến nhiều ngành như Điện tử, Truyền hình,

Viễn thông, CNTT, và các môi trường ứng dụng phức tạp, từ khu vực dịch vụ

công cộng tới các ứng dụng dành riêng cho Chính phủ và Doanh nghiệp.

Về điều kiện triển khai, các đặc tả kỹ thuật của hệ thống chịu nhiều sự ràng buộc,

liên quan tới việc đáp ứng các yêu cầu quản lý và sử dụng của (i) Chính quyền và

đơn vị quản lý Nhà nước trong lĩnh vực thông tin truyền thông, (ii) Doanh nghiệp

quản lý và cung ứng dịch vụ, và (iii) người dùng đầu cuối.

45

Với các đặc thù nêu trên, khối lượng công việc mà nhóm đề tài đã giải quyết là

rất lớn bao gồm: 1) khảo sát nhu cầu, 2) nghiên cứu l‎ý thuyết và các họ tiêu

chuẩn công nghiệp 3) Thiết kế, xây dựng mô hình, 4) Phát triển sản phẩm, 5) Chế

thử hình mẫu, 6) Lắp ráp chạy thử nghiệm và đo đạc tại phòng thí nghiệm, 7)

Khảo sát thực địa để triển khai, 8) Triển khai sản phẩm ra thực địa, 9) Chạy thử

tại thực địa, 10) Thu thập số liệu và điều chỉnh hệ thống tại thực địa, 11) Tổng

hợp số liệu và đánh giá kết quả.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung: Nghiên cứu đề xuất IPTV như là một nền tảng hạ tầng dịch vụ

truyền thông số (hội tụ) trên mạng IP băng rộng ở Việt Nam, làm cơ sở cho việc

triển khai đa dạng các dịch vụ giao dịch tương tác.

Các mục tiêu cụ thể:

1. Nghiên cứu đề xuất một hạ tầng “IPTV mở” (OPEN IPTV – Một hệ thống có

tính tương thích cao, cho phép kết nối đa dạng hạ tầng nền tảng với đa dạng

thiết bị đầu cuối và đa dạng nhà cung cấp dịch vụ) như là một nền tảng hạ

tầng dịch vụ truyền thông số (hội tụ) trên mạng IP băng rộng ở Việt Nam.

2. Nghiên cứu triển khai Open IPTV trên thực tế:

a. Triển khai hệ thống hạ tầng kỹ thuật cung cấp dịch vụ phát hình quảng

bá (TV Broadcast) trên hạ tầng IP băng rộng;

b. Triển khai hệ thống hạ tầng kỹ thuật cung cấp dịch vụ video/audio theo

yêu cầu và gần như theo yêu cầu (Video/Audio on demand,

Video/Audio near on demand);

c. Nghiên cứu triển khai thử nghiệm một dịch vụ kết nối giao dịch thanh

toán (e-Payment/Transaction) trên hạ tầng IPTV mở kể trên;

46

d. Xây dựng bộ tài liệu nghiên cứu khảo sát, đánh giá nhằm xác định các

nguyên nhân, điều kiện và các vấn đề kỹ thuật trong việc triển khai

một hạ tầng “IPTV mở” (OPEN IPTV) trong thực tế ở Việt Nam;

e. Xây dựng bộ tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV;

f. Nghiên cứu thiết lập một hệ thống các chỉ tiêu kỹ thuật cho các dịch vụ

và quy trình cung cấp dịch vụ trên hạ tầng IPTV mở.

2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Ngoài nƣớc

Do lợi ích tiềm tàng của các ứng dụng mà nó nhằm tới, nền tảng truyền thông số

(Digital Media Infrastructure - DMI) và các dịch vụ hỗn hợp trên nền Video

(Video-based Blended Services) đang thu hút mạnh mẽ sự quan tâm của cộng

đồng nghiên cứu. Dù vậy, những ứng dụng được triển khai thực tế còn rất hạn

chế, mới chỉ ở quy mô nhỏ lẻ, chưa hình thành những kiến trúc khung thống nhất

để phát triển các ứng dụng. Hiện nay, mô hình kiến trúc các giao thức thông tin

còn đang trong giai đoạn tiếp tục được nghiên cứu hoàn thiện và chuẩn hóa. Hai

khía cạnh quan trọng nhất của hệ thống cần được xem xét là kiến trúc mạng dịch

vụ của nhà cung cấp và mạng dịch vụ phía người sử dụng (các mạng dịch vụ tại

gia đình).

2.1.1 Mạng dịch vụ nhà cung cấp: Open IPTV và các dịch vụ hỗn hợp trên

nền Video.

IPTV là dịch vụ truyền hình số trên giao thức Internet (Internet Protocol

Television). Vì dùng chung giao thức Internet, IPTV mang nhiều đặc tính của

Internet, với khả năng hội tụ, tương tác và cá thể hoá. Với những đặc điểm này,

IPTV thực sự trở thành một nền tảng quan trọng cho hạ tầng truyền thông thế hệ

mới. Hình dưới thể hiện tầm nhìn, các thuộc tính và xu thế phát triển chung của

ngành công nghệ truyền thông.

47

Hình 2-1: Hiện trạng và xu thế phát triển của công nghệ truyền thông hiện đại

Việc hội tụ đa dịch vụ truyền thông trên một nền tảng truyền dẫn duy nhất được

gọi là multiplay. Nếu như tất cả các yếu tố của một hệ thống cung ứng dịch vụ

IPTV nào đó được tiêu chuẩn hoá đến một mức độ nào đó để có thể dễ dàng lắp

lẫn, thay thế và liên kết với các mạng dịch vụ IPTV khác thì hệ thống được gọi là

một hệ thống IPTV mở (Open IPTV).

Cung cấp đa dịch vụ truyền thông (multiplay) trên nền tảng Open IPTV hiện

đang là một xu thế được quan tâm trên thế giới. Việc thiết lập các tiêu chuẩn hoá

cho nền tảng này đang được hoàn thành bởi nhiều tổ chức định chuẩn như ITU-T/

IEEE / ISO/… và các liên minh các nhà cung cấp công nghệ/thiết bị như IMS /

OIPF / Marlin / DLNA/…, cùng với sự hậu thuẫn của các tập đoàn công nghệ và

truyền thông lớn nhất trên thế giới.

2.1.2 Cổng dịch vụ ngƣời dùng: Residential Gateway và Home Gateway

Xu thế hiện nay trên thế giới là tích hợp các yếu tố liên quan đến kết nối và quản

trị mạng gia đình (Residential / Home Gateway) cùng với thiết bị đầu cuối thu

48

phát và kiểm soát truyền thông (Home Multimedia Center) trên một thiết bị duy

nhất.

Tại mỗi gia đình, toàn bộ các dịch vụ truyền thông giải trí, liên lạc, tự động hoá

ngôi nhà,… được kiểm soát thông qua màn hình TV với một cổng truyền thông

gia đình như sau:

Hình 2-2: Mô hình cổng dịch vụ ngƣời tiêu dùng tại các hộ thuê bao

Nhờ Residential Gateway, thông qua một mạng IP băng rộng (đến từ mạng viễn

thông băng rộng hoặc cáp truyền hình), nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp

nhiều tiện nghi truyền thông với đa dạng các dịch vụ hội tụ số cho mỗi gia đình.

Chẳng hạn như:

Các dịch vụ truyền thông giải trí nghe nhìn:

- Truyền hình theo yêu cầu chất lượng cao (bao gồm cả HDTV);

- Phim/nghe nhạc/chơi game theo yêu cầu…

Các dịch vụ giao dịch bảo đảm và thanh toán

- Các dịch vụ giao dịch thanh toán

- Giao dịch thương mại trực tuyến và ngân hàng tại nhà…

Các dịch vụ truyền thông liên lạc, internet và truyền số liệu:

49

- Chăm sóc sức khoẻ trực tuyến (Home-Care) và học tập tại nhà (e-

Learning);

- Điện thoại truyền hình và chia sẻ dữ liệu;

- Gửi nhận email và duyệt web qua màn hình TV;

- Các dịch vụ tự động hoá ngôi nhà, kết nối thiết bị gia dụng và các dịch

vụ ngôi nhà thông minh khác;

- Các dịch vụ an ninh, camera giám sát và kiểm soát vào ra …

2.2 Trong nƣớc

Truyền hình tương tác và các dịch vụ hỗn hợp trên nền video (video-based

blended services ) với hạ tầng truyền dẫn IP là một lĩnh vực công nghệ rất rộng

và có nhiều phương pháp tiếp cận.

Ở Việt Nam, hiện nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của số lượng thuê bao

Internet băng rộng, Truyền hình tương tác và IPTV đã và đang dần trở thành một

xu thế được cộng đồng quan tâm, với các nhà cung cấp dịch vụ như FPT (Bắt

đầu kinh doanh từ cuối Quý 1/ 2008) , VTC (Triển khai từ cuối Quý 2/2009),

VASC (tháng 9/2009).

Tuy nhiên, cũng như tình hình chung ở nhiều nơi trên thế giới, việc phát triển các

mạng dịch vụ IPTV ở Việt Nam tương đối độc lập, thường chỉ giới hạn trong nội

mạng, chưa thực sự định hình về tính tiêu chuẩn hoá cũng như về mô hình tổ

chức triển khai dịch vụ ở quy mô lớn (liên kết mạng, liên thông dịch vụ,… trên

đa dạng nền tảng mạng). Như vậy, mặc dù IPTV đã được đưa vào triển khai

thương mại hoá, nhưng yếu tố chuẩn hoá hiện đang rất ít được doanh nghiệp quan

tâm, có lẽ chủ yêu vì các vì lý do thương mại. Để đảm bảo các lợi nhuận cục bộ,

tâm lý của các Doanh nghiệp cung cấp dịch vụ thường sẽ là tối đa hoá lợi nhuận

với đầu tư tối thiểu mà không muốn quan tâm nhiều đến các tham số phiền phức

của bài toán chung.

Việc chuẩn hoá hiện nay đang được coi là công việc của các cơ quan quản lý nhà

nước. Liên quan đến IPTV, tại thời điểm hoàn thành báo cáo này, ở Việt Nam

50

mới chỉ có bản dự thảo “Tiêu chuẩn Việt Nam về chất lượng dịch vụ trên các

mạng viễn thông công cộng” do Viện KHKT Bưu điện biên soạn, với các thông

số kỹ thuật định lượng để đo đạc, đánh giá và xử lý vi phạm, chủ yêu tập trung

vào chất lượng mạng truyền tải đầu cuối.

Theo kinh nghiệm mà chúng tôi có được từ nghiên cứu các mô hình triển khai

trên thế giới, việc tiêu chuẩn hoá cần phải được thực hiện một cách tích cực và

chủ động hơn, với các động lực nội tại từ phía các doanh nghiệp cung cấp dịch

vụ, và phải bao gồm cả về kết cấu hệ thống trong một kiến trúc tổng thể, chứ

không phải chỉ thuần tuý là một số tham số kỹ thuật của hạ tầng truyền dẫn. Vì

các công nghệ nền tảng của IPTV hiện vẫn đang trong giai đoạn tiến hoá, nên

việc này chỉ thực hiện được khi có các hệ thống tiêu chuẩn bền vững, ở mức kiến

trúc và công nghệ, thay vì các thông số kỹ thuật chi tiết cụ thể.

Nhằm cân đối hài hoà tất cả các lợi ích có liên quan, các khung kiến trúc tham

chiếu i-MPF® Framework và HomeMedia® Framework do KC.01.14/06-10

nghiên cứu đề xuất sẽ đưa ra các điều kiện ràng buộc về phát triển hạ tầng trong

một môi trường phát triển bền vững. Mục tiêu cuối cùng của các khung tham

chiếu tiêu chuẩn nhằm tạo ra môi trường phát triển bền vững trong một tầm nhìn

dài hạn, chứ không cản trở sự phát triển của doanh nghiệp . Nhóm nghiên cứu cho

rằng khi nhận thấy lợi ích trong tầm trung và dài hạn, chắc chắn rằng các nhà

cung cấp dịch vụ sẽ hưởng ứng một cách tự nguyện và tích cực hơn. Bên cạnh đó,

việc tăng trưởng tối ưu lợi ích cục bộ mà không quan tâm đến bài toán tổng thể sẽ

nhanh chóng tạo ra các mâu thuẫn và xung đột lợi ích với người tiêu dùng, lợi ích

quốc gia và ra nhiều khó khăn trong công tác quản lý nhà nước.

Do vậy, việc đề xuất các tiêu chuẩn kiến trúc chung cho các nhà cung ứng dịch

vụ IPTV để tạo nên một nền tảng Open IPTV ở Việt Nam là một xu thế cần thiết,

đúng đắn, phù hợp và khả thi.

51

3. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÁC NỘI DUNG THỰC HIỆN

CỦA ĐỀ TÀI

Để nghiên cứu một cách toàn diện các vấn đề trên, các sản phẩm của đề tài đã

được lựa chọn kỹ để bao quát hầu hết các vấn đề chính của Open IPTV. Tất cả

các nội dung công việc của đề tài cũng tập trung xoay quanh việc phát triển các

module trong mô hình trên để phục vụ cho việc xây dựng các ứng dụng điển

hình, đại diện bởi các sản phẩm.

Hình 3-1 mô tả vị trí của các sản phẩm trong mối liên hệ tương hỗ với nhau, xoay

quanh mô hình kiến trúc lớp, được giới thiệu trong thuyết minh đề tài.

Hình 3-1: Vị trí của các sản phẩm và mối liên hệ trong đề tài KC.01.14/06-10

Mặc dù công việc nghiên cứu khá phức tạp, với 21 sản phẩm chi tiết được chia

thành 9 loại hình, nhưng tựu trung lại có thể tóm lược thành 5 nhóm như sau:

Các ứng dụng và dịch vụ hỗn hợp trên nền Video (Video-based blended services)

Home Media®

Framework: Các dịch vụ tới gia đình

Các dịch vụ ngoài trời (Out door)

52

Bộ tiêu chuẩn kiến trúc khung tham chiếu, đại diện bởi i-MPF Framework

và Home Media Framework là hai sản phẩm trọng tâm của toàn bộ đề tài.

Hạ tầng phát dẫn IPTV là sản phẩm minh hoạ cho Khung kiến trúc tham

chiếu phía mạng của nhà cung cấp dịch vụ (i-MPF Framework).

IP Multimedia Set Top Box là sản phẩm minh hoạ cho Khung kiến trúc

tham chiếu phía mạng của người sử dụng dịch vụ (Home Media

Framework).

Cơ sở dữ liệu video và dịch vụ giao dịch thanh toán trực tuyến là các sản

phẩm minh hoạ cụ thể cho các ứng dụng của hệ thống, bao gồm ứng dụng

dịch vụ nghe nhìn và các dịch vụ tương tác tích hợp trên nền IPTV;

Các tài liệu, hỗ sơ kỹ thuật và các quy trình là các sản phẩm bổ sung làm rõ

hơn các lý luận và quá trình nghiên cứu thực hiện đè tài

4. BÁO CÁO TÓM TẮT VỀ CÁC KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG

4.1 Nội dung hoạt động 1: Nghiên cứu khảo sát, đánh giá hiện trạng hạ

tầng và xác định các điều kiện triển khai dự án

Việc triển khai IPTV sẽ ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc mạng của nhà cung cấp

dịch vụ viễn thông. Việc tính toán băng thông cũng như dự báo nhu cầu dịch vụ

là việc làm rất cần thiết cho tính toán xây dựng và triển khai nâng cấp băng thông

cho toàn mạng, bao gồm cả mạng trục (Core Network) mạng kết tập

(Aggregation Network) và mạng truy cập (Access Network). Công việc này cần

được thực hiện nhằm nghiên cứu khảo sát đánh giá hiện trạng hạ tầng và các

điều kiện triển khai.

53

4.1.1 Mục tiêu hoạt động:

1. Nghiên cứu, khảo sát, đánh giá hiện trạng hạ tầng kỹ thuật mạng IP băng

rộng ở Việt Nam;

2. Nghiên cứu các mô hình kiến trúc hạ tầng mạng dịch vụ truyền thông số

trên thế giới. Đánh giá, lựa chọn và đề xuất giải pháp cho triển khai IPTV

trên hạ tầng kỹ thuật mạng IP băng rộng ở Việt Nam;

3. Thực hiện các công việc hỗ trợ toàn bộ dự án: Lập kế hoạch và phương án

kỹ thuật triển khai hạ tầng IPTV trên hạ tầng mạng băng rộng trong điều

kiện Việt Nam, thực hiện các công việc hành chính, chuẩn bị cơ sở vật

chất, nguồn lực,…

4.1.2 Các nội dung hoạt động:

1. Nghiên cứu đánh giá thực trạng về hạ tầng kỹ thuật IP băng rộng ở Việt

Nam:

Nội dung nghiên cứu này hết sức quan trọng đối với sự thành công của đề

tài. Không như các mạng tiêu chuẩn IP cung cấp dịch vụ khác, mạng IP

băng rộng dành cho IPTV cần có băng thông rộng hơn và có yêu cầu cao

đối với việc quản lý chất lượng dịch vụ QoS. Để truyền phát truyền thông

hiệu quả, nó cần hỗ trợ IP đơn hướng và đa hướng (IP unicast / multicast)

đồng thời hỗ trợ streaming IP, cũng như điều khiển các giao thức. Nội

dung này tập trung nghiên cứu, điều tra, khảo sát nhằm định lượng hoá các

vấn đề kỹ thuật trong triển khai hạ tầng IP băng rộng ở Việt Nam, tập trung

vào các mạng viễn thông hữu tuyến (các mạng xDSL), đồng thời xác định

các yếu tố kỹ thuật phục vụ cho việc đề xuất nâng cấp hạ tầng cũng như

lựa chọn công nghệ IPTV phù hợp với điều kiện hạ tầng hiện có ở Việt

Nam, chẳng hạn:

o Cấu trúc mạng và các tham số kỹ thuật điều kiện (system

requirement) để cung cấp các dịch vụ quảng bá hình ảnh qua mạng

54

IP băng rộng theo các mô hình dịch vụ: Broadcast / Multicast và

Unicast;

o Các vấn đề về tổ chức khai thác mạng;

o Các vấn đề kỹ thuật trong việc liên kết mạng để cung cấp các dịch

vụ Open IPTV;

Nội dung nghiên cứu đánh giá được tham chiếu trên bộ các yêu cầu kỹ

thuật về hạ tầng cho dịch vụ IPTV của các nhà cung cấp công nghệ, đồng

thời có sự tham khảo bộ tiêu chuẩn ngành của Việt Nam cho việc cung cấp

dịch vụ kết nối IP băng rộng (Bộ tiêu chuẩn này hiện đang được sử dụng

để đánh giá chất lượng cung cấp dịch vụ băng rộng ở Việt Nam, có mã số

TCN 68-227:2006).

2. Xây dựng bản đề xuất về cấu trúc mạng băng rộng cho IPTV:

Các mô hình và kiến trúc mạng được xem xét dựa trên xu thế hội tụ giữa Truyền

hình – Viễn thông (cố định và di động) như sau.

Hình 4-1: Xu thế hội tụ các mạng dịch vụ truyền hình di động và IPTV truyền thống

55

Hạ tầng mạng băng rộng dành cho IPTV cần có độ tin cậy và khả dụng cao

dựa trên sự phân phối mạng lớp 2 và lớp 3 với dịch vụ sử dụng multicast

IP và ethernet trên toàn mạng.

Các node chuyển mạch trong mạng IP cần hỗ trợ được giao thức phát

đa hướng nhóm Internet (IGMP) và các thiết bị như STB dùng để truy

cập hoặc rời khỏi các luồng Multicast.

Các node truy cập cũng phải hỗ trợ được nhiều công nghệ truy cập,

bao gồm DSL, ethernet điểm/điểm qua sợi quang, hoặc CAT5/6 và

công nghệ GPON (Mạng quang thụ động Gigabit).

Các node tích hợp diện rộng cần đảm bảo truyền tải lưu lượng giữa

các node truy nhập và node IP biên, và cung cấp các dịch vụ kết nối

dựa vào truyền tải.

Các node IP biên (IP edge) cần cung cấp một nền linh hoạt nâng cao

hiệu năng mạng và đơn giản hoá các hoạt động nền tảng một bộ định

tuyến biên đa dịch vụ (MSER - Multi Service Edge Router).

Nhóm đã nghiên cứu và đánh giá nhiều mô hình mạng của các nhà cung

cấp khác nhau, đặc biệt là tham khảo các đề xuất:

Đề xuất của Alcatel và Huawei cho mạng Triple-Play

Đề xuất của Cisco Systems cho mạng Media Net

Đề xuất của Ericsson cho hạ tầng phát dẫn multimedia và các dịch vụ

truyền hình trên cơ sở IMS

Mô hình cấu trúc hạ tầng mạng đa phương tiện mà KC.01.14/06-10 lựa chọn để

đề xuất cho mạng phát dẫn Open IPTV trong điều kiện Việt Nam là mô hình cấu

trúc hạ tầng dựa trên IMS. Mô hình chức năng và kiến trúc chi tiết được thể hiện

trong Hình 4-1 và Hình 4-3 như sau:

56

Hình 4-2: Kiến trúc chức năng mạng băng rộng cho IPTV dựa trên IMS

Cấu trúc mạng đề xuất có bổ sung thêm một lớp nền Hệ thống đa phương tiện IP

(IMS - IP Multimedia System) – một chuẩn để thiết lập và điều khiển các phân

đoạn thông tin vào cấu trúc mạng.

IPTV đã được triển khai ở Việt Nam một thời gian nhưng chỉ trong các mạng nhỏ

hoặc một phần của mạng. Bằng cách bổ sung thêm lớp điều khiển IMS vào cấu

trúc mạng băng rộng, các nhà khai thác có thể phát triển thêm nhiều dịch vụ mới,

kết hợp có hiệu quả dịch vụ TV với các dịch vụ truyền thông qua mạng đa truy

cập. Cấu trúc này dùng giao thức SIP để điều khiển phân đoạn, dùng IMS để

chứng thực, cấp phép cho các thuê bao, điều khiển quyền truy cập và duy trì các

nguồn tài nguyên. Các ưu điểm của hệ thống trên nền tảng IMS là:

- Sẵn sàng cho tích hợp với các dịch vụ truyền thông;

- An toàn thông qua các chức năng quản lý, xác thực, bảo vệ cùng với cơ

chế hỗ trợ cung cấp đa dịch vụ với QoS có thể kiểm soát được;

- Khả năng cung cấp dịch vụ qua nhiều loại mạng truy cập;

Kiến trúc mạng dịch vụ IPTV trên nền IMS được minh hoạ như sau:

57

GGS N: Gateway GPRS (General Packet Radio Service) Service Node

SGSN: Serving GPRS Support Node

RACS: Resource and Admission Control Sub-System

Hình 4-3: Kiến trúc chi tiết mạng băng rộng đầy đủ dịch vụ cho IPTV dựa trên IMS

3. Lập hồ sơ kỹ thuật về hiện trạng hạ tầng, xây dựng bộ tài liệu đánh giá các

điều kiện thực tế và chỉ dẫn các vấn đề kỹ thuật trong việc triển khai một

hạ tầng “IPTV mở” (Open IPTV) trên hạ tầng mạng IP băng rộng trong

thực tế ở Việt Nam.

4. Nghiên cứu, đánh giá về các giải pháp công nghệ IPTV hiện có:

o Nghiên cứu giải pháp, xác định các công nghệ, các chỉ tiêu đánh giá

lựa chọn công nghệ và chọn đối tác công nghệ;

o Tổ chức các Hội thảo xin ý kiến chuyên gia.

o Nghiên cứu, khảo sát hiện trạng áp dụng các giải pháp trên tại các

nước trong khu vực, đặc biệt là Trung Quốc, Hồng Kông.

58

o Bên cạnh các hoạt động nghiên cứu đánh giá kỹ thuật, để có thêm

căn cứ cho việc triển khai dịch vụ trong tương lai, đề tài cũng đề

cập đến một số khía cạnh phi kỹ thuật như kết quả nghiên cứu, xác

định và đánh giá về điều kiện kinh tế xã hội cho triển khai dịch vụ

IPTV và nhu cầu về các dịch vụ truyền thông tương tác ở Việt Nam.

5. Hoạt động hỗ trợ: Thực hiện các công việc quản lý và hỗ trợ toàn bộ các

nhóm hoạt động: Lập kế hoạch, các công việc hành chính, nguồn lực, tổ

chức các hội thảo, chuẩn bị cơ sở vật chất hạ tầng truyền thông, …).

4.1.3 Kết quả đạt đƣợc:

1. Bản báo cáo chi tiết đánh giá về hiện trạng hạ tầng kỹ thuật IP băng

rộng ở Việt Nam:

a. Kết quả nghiên cứu khảo sát, số liệu điều tra thực tế về các hạ tầng

truyền dẫn IP băng rộng tại Việt nam;

b. Các tham số kỹ thuật, các đánh giá của các chuyên gia công nghệ về

khả năng đáp ứng của hạ tầng so với các yêu cầu lý thuyết của các

nhà cung cấp giải pháp công nghệ IPTV;

2. Bản đề xuất giải pháp khắc phục các hạn chế hạ tầng hiện có và phương

án kỹ thuật để triển khai IPTV trên các hạ tầng băng rộng tại Việt Nam

theo các tính toán về hạ tầng:

a. Mạng trục (Core Network) băng rộng (tới hàng chục Gigabit) và

giao thức định tuyến Multicast thích hợp;

b. Mạng kết tập (Aggregation Network) cho phép sử dụng kỹ thuật

quảng bá (Drop & Continue), kỹ thuật kết nói kênh ảo điểm-đa

điểm, kết hợp IGMP snooping/IGMP proxy để tối ưu băng thông

trên mạng Ethernet. Mạng cần có thời gian hội tụ thấp (dưới 1s), và

hỗ trợ giao thức RSTP, với QoS phù hợp;

59

c. Mạng truy cập (Access Network) ổn định với các tốc độ

2Mbps/10Mbps/20Mbps tuỳ theo nhu cầu về đa dịch vụ;

d. Mạng người dùng (Home Network) với khả năng nhận cấu hình tự

động đảm bảo tính linh hoạt và mở rộng dịch vụ;

e. Mạng quản trị (Network Management) với độ tin cậy và ổn định

cao;

3. Bản báo cáo đánh giá, so sánh lựa chọn công nghệ và nhà cung cấp công

nghệ,;

a. Báo cáo về hiện trạng và định hướng phát triển của các công nghệ

nền cho IPTV;

b. Báo cáo so sánh, đối chiếu về các tham số kỹ thuật của các giải pháp

công nghệ khác nhau, có ý kiến đánh giá thẩm định của chuyên gia

c. Báo cáo về phương án và lộ trình phù hợp hoá (Việt Nam hoá) công

nghệ đã lựa chọn cho phù hợp với điều kiện hạ tầng hiện tại;

4. Bản kế hoạch tổng thể và lộ trình thực hiện chi tiết cho tất cả các hoạt

động của toàn bộ đề án, bao gồm việc xác định các mục tiêu cụ thể, các

tiêu chí kỹ thuật, các chỉ tiêu thực hiện và các chỉ tiêu đánh giá việc thực

hiện các mục tiêu;

4.2 Nội dung hoạt động 2: Nghiên cứu đề xuất một hạ tầng Open IPTV

(IPTV mở) nhƣ là một nền tảng hạ tầng dịch vụ truyền thông số (hội tụ)

trên mạng IP băng rộng ở Việt Nam.

4.2.1 Mục tiêu và trọng tâm hoạt động:

1. Nghiên cứu các hệ thống tiêu chuẩn và kiến trúc, hình thành khung kiến

trúc tham chiếu chung cho thiết lập một hạ tầng mạng dịch vụ Open IPTV

trên hạ tầng truyền dẫn IP băng rộng tại Việt Nam.

60

2. Nghiên cứu thiết kế sản phẩm đầu cuối IP set-top-box (sản phẩm mẫu) phù

hợp với hạ tầng IPTV đề xuất, phục vụ riêng cho thị trường Việt Nam.

3. Nghiên cứu việc mở rộng dịch vụ sang các mạng khác. Đề xuất Open

IPTV như một hạ tầng kỹ thuật để cung cấp dịch vụ phát hình quảng bá

(TV Broadcast), dịch vụ video/audio theo yêu cầu và gần như theo yêu cầu

(Video/Audio on demand, Video/Audio near on demand);

4.2.2 Các hoạt động cụ thể:

4.2.2.1 Nghiên cứu các hệ thống tiêu chuẩn và kiến trúc, hình thành khung

kiến trúc tham chiếu chung cho thiết lập một hạ tầng mạng dịch vụ

Open IPTV trên hạ tầng truyền dẫn IP băng rộng tại Việt Nam:

Khi bắt đầu triển khai công việc nghiên cứu, nhóm đã tham khảo các giải pháp

tương tự đã triển khai tại VASC, FPT, VTC... Trong đó, hệ thống tại VASC do

ZTE triển khai đã thực sự định hướng tới một nền đa dịch vụ theo mô hình triple-

play, nhưng mặc dù vậy, cho đến nay, theo đánh giá của chúng tôi, tất các hệ

thống này chưa thực sự dựa trên các nền tảng Open IPTV.

Open IPTV được định nghĩa như là một hệ thống có tính tương thích cao, cho

phép kết nối đa dạng nền tảng hạ tầng với đa dạng thiết bị đầu cuối và đa dạng

nhà cung cấp dịch vụ. Điều này đồng nghĩa với việc chuẩn hoá các thành phần hạ

tầng dịch vụ ở mức cao, từ kiến trúc, khối chức năng cho đến các luống tín hiệu. ..

Việc chấp thuận các tiêu chuẩn này cho phép kết nối liên mạng dịch vụ

(roaming), nghĩa là các mạng dịch vụ có thể sử dụng lẫn thiết bị đầu cuối của

nhau, các mạng khác nhau có thể cùng chia sẻ,tái sử dụng các tài nguyên hạ tầng,

nội dung, dịch vụ, đồng thời cho phép các mạng dịch vụ có thể dễ dàng tiếp nhận

dịch vụ gia tăng từ các nhà cung cấp nội dung/dịch vụ độc lập. Đây chính là điều

mà các nhà cung cấp dịch vụ ở Việt Nam hiện nay chưa thực hiện được.

Từ lý do đó, chúng tôi cho rằng, cần phải hoàn thành một khung kiến trúc đồng

nhất trước khi tiến hành triển khai thiết lập một hạ tầng cụ thể. Vì vậy nhóm

61

nghiên cứu đã quyết định bổ sung thêm việc nghiên cứu tiêu chuẩn hoá để thiết

lập hai khung kiến trúc tham chiếu chính, một cho mạng phía nhà cung cấp dịch

vụ (có tên là IP Multiplay Facility – i-MPF® Framework) và một cho mạng dịch

vụ phía thuê bao (có tên là Home Media® Framework).

i-MPF® Framework là kiến trúc khuyến nghị để nhóm nghiên cứu thiết lập

IPTV Headend, và Home Media® Framework là khung kiến trúc tham chiếu để

thiết lập mạng dịch vụ gia đình, với nhiều yếu tố thành phần như Cổng truy nhập

mạng gia đình (RG – Residential Gateway), IP Multimedia Set-Top-Box. Ở quy

mô một khu vực dân cư hay

Việc thiết lập hệ thống tiêu chuẩn hoá của KC.01.14/06-10 hướng đến các mối

quan hệ Doanh nghiệp-Doanh nghiệp (B2B) và Doanh nghiệp – Người tiêu dùng

(B2C), có xem xét đến vai trò của công tác quản lý nhà nước, với rất nhiều điểm

đặc thù riêng của Việt Nam bên cạnh các yêu cầu chung của các hệ thống chuẩn

công nghiệp khu vực và toàn cầu.

Với thời gian tương đối hạn hẹp, đề tài tập trung giải quyết các vấn đề đặt ra từ

mức khái quát tới cụ thể, được thực hiện theo các trình tự:

(i) Xây dựng định hướng với các tầm nhìn công nghệ trong một xu thế chung

trên toàn cầu. Bước đầu hình thành các chiến lược và hoàn thành khung

kiến trúc tham chiếu (Reference Framework) cho hạ tầng Open IPTV ở

Việt Nam;

(ii) Định vị các nhóm hoạt động và chức năng của các phân hệ thành phần

chính trong chuỗi cung ứng dịch vụ;

(iii) Định lượng các yếu tố và các tham số kỹ thuật của các phân hệ thành

phần. Đề xuất giải pháp cho một số trường hợp áp dụng cụ thể;

Để thiết lập một khung tham chiếu cho Open IPTV và các dịch vụ Multiplay ở

Việt Nam, KC.01.14/06-10 tập trung định hướng tới các hệ thống chuẩn mực

thực tiễn (Best practices and de-facto standards) có xem xét đến các điều kiện

62

thực tế triển khai ở Việt Nam, và tuân thủ theo hệ thống các tiêu chuẩn công

nghiệp đã được chấp thuận rộng rãi từ ITU-T / IEEE / ISO / IETF …

Các định hướng của khung kiến trúc tham chiếu đã được KC.01.14/06-10 hoàn

thành cùng sự phối hợp hỗ trợ của các tập đoàn công nghệ hàng đầu trong lĩnh

vực, trên cơ sở tham chiếu chặt chẽ các nền tảng kỹ thuật có liên quan như:

IP Multimedia Subsystem (IMS): Mô hình kiến trúc khung

(architectural framework) cho phát dẫn các nội dung/dịch vụ đa

phương tiện trên nền IP.

Open IPTV Forum (OIPF): Liên minh công nghệ toàn cầu về tiêu

chuẩn hoá Open IPTV. OIPF hiện là liên minh công nghệ có sức ảnh

hưởng mạnh mẽ nhất tới thị trường IPTV toàn cầu. Phần lớn kiến trúc

và các đặc tả kỹ thuật do KC.01.14/06-10 đề xuất đều dựa trên các tài

liệu đặc tả kỹ thuật của OIPF.

Digital Living Network Alliance (DLNA): Cộng đồng phát triển tiêu

chuẩn toàn cầu về môi trường truyền thông số gia đình

(www.dlna.org).

Marlin Developer Community (MDC): Cộng đồng tiêu chuẩn mở về

kết nối và chia sẻ nội dung số (http://www.marlin-community.com).

Hình 4-4: Các hoạt động hợp tác nghiên cứu và trao đổi học thuật trong

khuôn khổ đề tài KC.01.14/06-10

http://www.dlna.org/

http://www.marlin-community.com/

63

Các thành phần chức năng của hệ thống được định vị thông qua các hoạt động:

o Phối hợp chặt chẽ với các nhà cung cấp công nghệ và dịch vụ. Nghiên

cứu, xem xét và đánh giá các giải pháp đề xuất từ nhiều nhà cung cấp

công nghệ khác nhau nhằm tìm ra các tham số chung và định vị các

phân hệ thành phần trong chuỗi cung ứng dịch vụ, đồng thời đưa ra mô

hình công nghệ và phương án kỹ thuật phù hợp với điều kiện Việt

Nam;

o Trong quá trình thực hiện các mục tiêu này, nhóm nghiên cứu đã thực

hiện một khối lượng công việc rất lớn: Cài đặt thử nghiệm và xem xét

đánh giá 05 đề xuất theo mô hình end-to-end, thử nghiệm và đánh giá

01 mô hình đề xuất theo hướng P2P. Các đề xuất được nghiên cứu

đánh giá trong quá trình triển khai gồm:

Đề xuất của Huawei về xây dựng hạ tầngdịch vụ IPTV trên mạng

viễn thông băng rộng;

Đề xuất của Alcatel–Lucent về hạ tầng dịch vụ triple-play trên

mạng viễn thông băng rộng;

Đề xuất của Tandberg Television cho các dịch vụ on-demand trên

mạng Truyền hình băng rộng;

Đề xuất của liên minh Ericsson – Tandberg – Cisco Systems về các

dịch vụ multiplay trên hạ tầng hội tụ Viễn thông - Truyền hình;

Các giải pháp của các nhà cung cấp trong nước (Elcom / FPT);

Giải pháp mạng dịch vụ IPTV ngang hàng (P2P) của Force Tech

(Trung Quốc) trên mạng viễn thông băng rộng ;

Trong quá trình hoàn thiện khung tham chiếu và định lượng các yếu tố thành

phần của hệ thống cung cấp dịch vụ, Đề tài KC.01.14/06-10 đã hoàn toàn làm

chủ công nghệ và hoàn thiện một số giải pháp tương ứng trong một vài trường

64

hợp áp dụng cụ thể như: Mô hình cung cấp dịch vụ trên mạng cáp truyền hình,

trên mạng viễn thông, dịch vụ truyền thông cho cụm dân cư, khu công nghiệp,

chung cư cao tầng, hệ thống thông tin giao tiếp giữa Chính quyền và người dân

(G2C) ….

4.2.2.2 Nghiên cứu thiết lập một hệ thống hạ tầng kỹ thuật cung cấp dịch vụ

Open IPTV trên mạng IP băng rộng của VDC và VCTV:

Xuất phát từ các khung kiến trúc tham chiếu đã đề xuất (i-MPF & Home Media),

KC.01.14/06-10 phối hợp với các chuyên gia từ nhiều tập đoàn công nghệ thành

viên của Open IPTV Forum như Ericsson, Cisco,.. tiến hành xây dựng một giải

pháp kỹ thuật phù hợp cho thiết lập một hạ tầng công nghệ thử nghiệm. Để có

đánh giá đầy đủ,nhóm nghiên cứu quyết định mạng dịch vụ sẽ được triển khai để

truy cập cả trên mạng cáp truyền hình và Open Internet. Mạng Internat băng rộng

được sử dụng là MegaVNN của VDC, hạ tầng cáp truyền hình lựa chọn là mạng

HFC của VCTV. Các hoạt động cụ thể gồm:

1. Thiết lập hạ tâng dịch vụ IPTV

a. Đánh giá lựa chọn công nghệ và danh mục các hạng mục công nghệ

tương thích với Open IPTV

b. Thuê/mua trang thiết bị để thiết lập thành công một hạ tầng kỹ thuật

có khả năng cung cấp các dịch vụ IPTV cơ bản trên hạ tầng mạng

IP băng rộng của VDC.

c. Nghiên cứu tiếp nhận và làm chủ công nghệ được chuyển giao từ

các đối tác đã lựa chọn.

d. Nghiên cứu khả năng kết nối mở rộng dịch vụ IPTV trên hạ tầng của

VDC tới mạng băng rộng khác, trước mắt là kết nối với hệ thống IP

băng rộng trên nền tảng HFC (mạng dịch vụ lựa chọn là VCTV).

65

2. Nghiên cứu, thiết kế một mẫu thiết bị đầu cuối (IP Set-Top-Box) phù hợp

với thị trường Việt Nam cho hạ tầng dịch vụ IPTV đề xuất.

3. Tuỳ biến và thiết kế môđun phần mềm giao diện IPG (Interactive Program

Guide) và EPG (Electronic Program Guide) tich hợp trong hệ thống

Digital Headend và các đầu cuối (Set-top-box);

4. Lập hồ sơ kỹ thuật cho hạ tầng đã đề xuất và xác định các chỉ tiêu kỹ thuật

cho việc xây dựng một hạ tầng IPTV mở. Nghiên cứu và xây dựng bộ tiêu

chuẩn kỹ thuật phục vụ công tác chỉ dẫn thiết lập một hệ thống cung cấp

dịch vụ IPTV cơ bản (Digital Headend).

4.2.3 Các kết quả đạt đƣợc:

1. Bộ tài liệu chuẩn hoá kiến trúc Open IPTV (Hai khung kiến trúc tham

chiếu i-MPF và Home Media)

Các đề xuất tiêu chuẩn hoá về Open IPTV và IP Multiplay cho thị trường

Việt Nam của KC.01.14/06-10 gồm hàng trăm yêu cầu đặc tả về nền tảng

và dịch vụ (service & platform requirements) cùng với các điểm tham

chiếu (Reference points), tập trung vào hai giao diện chính: (i) i-MPF®

Framework cho môi quan hệ giữa Doanh nghiệp – Doanh nghiệp (B2B)

và (ii) HomeMedia® Framework cho mối quan hệ Doanh nghiệp –

Người sử dụng (B2C) trong môi trường cung ứng dịch vụ.

66

Hình 4-5: i-MPF® Framework cho mô hình kết nối liên mạng dịch vụ

Hình 4-6: Ứng dụng Home Media® Framework cho các cụm dân cƣ, khu đô thị, khu

công nghiệp và các hộ thuê bao

HomeMedia®

Center

HomeMedia®

Gateway

67

2. Thiết lập thành công một hạ tầng kỹ thuật ổn định có khả năng cung

cấp các dịch vụ IPTV cơ bản: Video quảng bá (Broadcast), Audio/Video

theo yêu cầu (Audio/Video on demand), và gần như theo yêu cầu (Near

Audio/Video on Demand) với chuẩn hình ảnh MPEG4 / H264, để cung cấp

cho các thuê bao băng rộng của VDC và VCTV;

Vì các yêu cầu khắt khe về chất lượng, thông thường IPTV là một giải

pháp đóng do một nhà cung cấp nhất định đề xuất. Để tránh tình trạng lệ

thuộc do độc quyền công nghệ, Đề tài KC.01.14/06-10 nhấn mạnh khía

cạnh thiết lập trên một nền tảng mở với tính tương thích rộng. Dưới đây là

danh sách các thiết bị/nhà cung cấp đã được xác nhận và kiểm tra qua trải

nghiệm thực tế và tính tương thích với tiêu chuẩn của một hệ thống Open

IPTV theo khung tham chiếu đề xuất của KC.01.14/06-10 (danh sách này

được các chuyên gia cung cấp tại thời điểm Q4/2008. Hiện nay, Q1/2010

các giải pháp khác nhau từ khoảng 20 nhà cung cấp khác đang được kiểm

nghiệm để tiếp tục bổ sung)

Các khối thành phần

chức năng (Component) Nhà cung cấp (Vendor)

Đã kiểm tra độ sẵn

sàng cho tích hợp

(Intergrated)

Đang tích hợp

và bổ sung

(Deployed)

Dự kiến

(Planned)

CMS

MediaPath X X

TVN X X

Ascent VTMS X X

Arrivo X

Video Servers / Headend

Seachange X X

nCube/C-Cor X X

Concurrent X X

Broadbus X X

Kasenna X X

Entone X

Midstream X

68





(Intergrated)

Đang tích hợp

và bổ sung

(Deployed)

Dự kiến

(Planned)

Arroyo X X

VPI X

Infovalue X

Kailea X

Tandberg

Harmonic

On-Demand Technology

Harmnic X

Ericsson X

Arris X

Cisco X

Thomson Connect X

Billing Systems

Convergys – ICOMS X X

CSG X X

DST Innovis X X

Great Lakes X X

Azar X X

CpQD X X

ETI X

STB

Motorola X X

Scientific Atlanta (Cisco) X X

Pace X X

Pioneer X X

UEC X

MoxiBox X

Digivision X X

Amino X X

MHP X

CA

Motorola X X

Scientific Atlanta X X

Nagravision X X

NDS X

Middleware

69





(Intergrated)

Đang tích hợp

và bổ sung

(Deployed)

Dự kiến

(Planned)

Microsoft (Mediaroom) X X

Open TV X X

Network Management

Netcool X X

Netsaint X X

Applications

Navic X X

Gotuit X X

ICTV X X

TV Guide X X

Aptiv Showrunner X X

SA XOD X X

Everstream X X

Digeo X X

MetaTV X

Ucentric X

Calderon X X

TTV Apps X X

RenTrak X X

Digivision X X

Acanet TV X

Star X

Chello X X

Bảng 4-1: Danh mục các thiết bị / nhà cung cấp giải pháp đã đƣợc kiểm tra

về khả năng tƣơng thích với kiến trúc đề xuất (Quý 4/2008)

3. Hoàn thành một mẫu phần cứng IP Set-Top-Box (PC-based) nhƣ một

cổng truyền thông gia đình, tích hợp EPG (Giao diện chỉ dẫn chương

trình điện tử) và IPG (Interactive Program Guide – Giao diện chỉ dẫn cho

các dịch vụ tương tác) với giao diện tiếng Việt, độ ổn định cao, giá rẻ, phù

hợp điều kiện Việt Nam. Đồng thời hoàn thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật của

70

một mô hình IP Set Top Box trên cơ sở chip (DMSoC – Digital Media

System on Chip) với Chip Texas Instrument để tham khảo đối sánh.

Hình 4-7, 4-8, 4-9 cho thấy các thiết bị đầu cuối được cấu hình một cách

linh hoạt để phù hợp với từng môi trường dịch vụ và mục đích sử dụng.

Hình 4-7: Giao diện thiết bị đầu cuối cho các ứng dụng giải trí gia đình

(đang triển khai trên mạng Mega VNN của VDC)

71

Hình 4-8: Giao diện thiết bị đầu cuối cho các ứng dụng giải trí gia đình (Đang triển khai

trên mạng HFC của VCTV)

Hình 4-9: Giao diện thiết bị đầu cuối với bàn phím cảm ứng cho các ứng dụng truyền

thông công cộng, phục vụ hoạt động giao tiếp giữa Chính quyền – Ngƣời dân (Dự án đang

đƣợc triển khai tại Tỉnh Tây Ninh)

4. Hoàn thành một bộ hồ sơ kỹ thuật chi tiết về các tiêu chí và thông số kỹ

thuật, được chuẩn hoá đƣợc thành bộ tài liệu chỉ dẫn kỹ thuật để dùng

72

trong đào tạo và chuyển giao công nghệ về thiết lập một hạ tầng IPTV

cơ bản;

5. Hoàn thành bộ tài liệu quy trình về thiết lập một hệ thống hạ tầng dịch

vụ IPTV kể từ khâu tiếp nhận công nghệ, triển khai hạ tầng đến vận hành

hệ thống;

4.3 Nội dung nhóm hoạt động 3: Triển khai thử nghiệm dịch vụ, bao gồm

dịch vụ phát hình quảng bá (TV Broadcast), dịch vụ video/audio theo

yêu cầu và gần nhƣ theo yêu cầu (Video/Audio on demand, Video/Audio

near on demand) và một dịch vụ gia tăng về kết nối giao dịch thanh

toán (e-Payment/Transaction) trên hạ tầng IPTV đã xây dựng.


1. Triển khai dịch vụ phát hình quảng bá, truyền hình theo yêu cầu (VoD) và

gần như theo yêu cầu (Near VoD) trên hạ tầng IPTV đã xây dựng;

2. Triển khai thử nghiệm một dịch vụ gaio dịch thanh toán trực tuyến trên nền

IPTV;

3. Xây dựng quy trình cung cấp dịch vụ trên IPTV.

4. Định lượng hoá các vấn đề kỹ thuật trong triển khai dịch vụ, nhằm xác lập

và đánh giá các tham số có liên quan.


1. Cài đặt, cung cấp thử nghiệm dịch vụ phát hình quảng bá (TV Broadcast),

dịch vụ video/audio theo yêu cầu và gần như theo yêu cầu (Video/Audio

on demand, Video/Audio near on demand);

a. Xây dựng CSDL Video. Biên tập nội dung và cung cấp các dịch vụ

hình ảnh theo hình thức Broadcast / Multicast (Near AVoD) /

Unicast (AVoD) cho cộng đồng các thuê bao ADSL của VDC tại Hà

Nội và Thành phố Hồ Chí Minh;

73

b. Triển khai khảo sát thực nghiệm. Thu thập thông tin về quá trình thử

nghiệm nhằm kiểm chứng và xác định lại các tham số kỹ thuật;

c. Tiến hành đo lường, xây dựng và chuẩn hoá các tham số kỹ thuật

của hệ thống trong điều kiện Việt Nam;

d. Đánh giá, hiệu chỉnh hạ tầng. Ghi nhận các tham số, lập tài liệu kỹ

thuật của quá trình thử nghiệm;

2. Nghiên cứu, cài đặt triển khai thử nghiệm hệ thống thanh toán trực tuyến

trên dịch vụ IPTV (Billing system), nhằm đề xuất một hạ tầng dịch vụ có

liên quan đến giao dịch trực tuyến trên IPTV, đồng thời đánh giá trên thực

nghiệm mức độ xác thực và bảo mật của hệ thống trong các giao dịch bảo

đảm;

3. Khảo sát, đánh giá chất lượng dịch vụ từ các thông tin phản hồi để đối

chiếu với kết quả dự kiến. Thông qua đó tiến hành các điều chỉnh kỹ thuật

cần thiết;

4. Lập hồ sơ kỹ thuật về quá trình cung cấp dịch vụ và hồ sơ kỹ thuật về hệ

thống hạ tầng dịch vụ;

5. Hội thảo đánh giá và nghiệm thu kết quả.


1. Một hạ tầng dịch vụ VoD/ Near VoD và TV Broadcast trên nền IPTV;

2. Một dịch vụ giao dịch thanh toán trực tuyến thử nghiệm;

3. Bộ tiêu chuẩn của hệ thống đề xuất, bao gồm các tham số và tài liệu kỹ

thuật của quá trình cung cấp dịch vụ và một báo cáo chi tiết về hoạt động

cung cấp dịch vụ cùng các kêt quả nghiên cứu khảo sát về đáp ứng kỹ thuật

của hệ thống;

Để làm được việc này, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một hệ thống đo dành riêng

để thu thập số liệu và đánh giá hệ thống. Các hình ảnh dưới đây được chụp từ

74

màn hình của hệ thống máy chủ đo đạc, cho thấy các số liệu báo cáo thông kê

thường xuyên của hệ thống thử nghiệm

Hình 4-10: Các màn hình của hệ thống máy chủ đo đạc

75

4.4 Nội dung nhóm hoạt động 4: Triển khai thực tế. Nghiên cứu, đánh giá

kết quả thực nghiệm và thiêt lập hệ thống chỉ tiêu kỹ thuật về dịch vụ

và quy trình cung cấp dịch vụ trên hạ tầng IPTV mở


1. Triển khai các dịch vụ trên mạng IP băng rộng của VDC và VCTV

trong điều kiện thực tế nhằm nghiên cứu và kiểm chứng các tham số kỹ

thuật trên môi trường thực tế Việt Nam.

2. Đánh giá kết quả, hoàn thiện hồ sơ đề xuất IPTV mở như một hạ tầng

dịch vụ truyền thông số (hội tụ) trên mạng IP băng rộng, làm cơ sở cho

việc triển khai đa dạng các dịch vụ giao dịch tương tác.

3. Điều chỉnh và chuẩn hoá bộ hồ sơ tiêu chuẩn kỹ thuật cung cấp dịch vụ

IPTV dành riêng cho điều kiện Việt Nam và hệ thống các quy trình, tài

liệu kỹ thuật phục vụ chỉ dẫn triển khai các dịch vụ VoD, near VoD và

Broadcast TV trên nền IPTV trên diện rộng tại Việt Nam.


1. Triển khai các dịch vụ trên mạng thuê bao băng rộng của VDC và

VCTV trong điều kiện thực tế.

2. Nghiên cứu, xác định và định lƣợng hoá các vấn đề kỹ thuật trong

triển khai hạ tầng và dịch vụ, nhằm đánh giá và kiểm chứng các tham

số.

3. Lập hồ sơ kỹ thuật về quá trình cung cấp dịch vụ triển khai trên hạ

tầng IPTV đã đề xuất. Thông qua đó, xác lập các chỉ tiêu kỹ thuật để

hoàn thành các tài liệu có liên quan đến việc đề xuất IPTV như một hạ

tầng dịch vụ truyền thông số (hội tụ) trên mạng IP băng rộng;

a. Khảo sát, đánh giá chất lƣợng dịch vụ từ các thông tin phản hồi

để đối chiếu với các chỉ tiêu dự kiến. Thông qua đó tiến hành các

điều chỉnh kỹ thuật cần thiết cho phù hợp với hoàn cảnh thực tế.

76

b. Xây dựng bộ tiêu chuẩn về tích hợp và cung cấp dịch vụ. Lập tài

liệu chỉ dẫn cho việc tích hợp đa dạng các dịch vụ từ nhiều nguồn

cung cấp khác nhau;

c. Xây dựng bộ tiêu chuẩn hỗ trợ liên kết mạng, nhằm kết nối đa

dạng các nền tảng truyền dẫn như ADSL, HFC, WiFi,… của nhiều

nhà cung cấp dịch vụ khác nhau;

d. Xây dựng quy trình khép kín về cung cấp dịch vụ và kiểm soát chất

lượng dịch vụ. Nghiên cứu, đánh giá và điều chỉnh quy trình cho phù

hợp với hoàn cảnh thực tế.

e. Đánh giá kết quả, hoàn thiện hồ sơ đề xuất IPTV mở nhƣ một

hạ tầng dịch vụ truyền thông số (hội tụ) trên mạng IP băng

rộng, làm cơ sở cho việc triển khai đa dạng các dịch vụ giao dịch

tƣơng tác.

4. Tổ chức các Hội nghị chuyên đề để tổng hợp phân tích kết quả thực

nghiệm, cũng như Hội thảo khoa học đánh giá và nghiệm thu kết quả.


1. Cung cấp ổn định các dịch vụ: phát hình quảng bá (TV Broadcast), dịch

vụ video/audio theo yêu cầu và gần như theo yêu cầu (Video/Audio on

demand, Video/Audio near on demand) trên hạ tầng IPTV đã đề xuất;

2. Một bộ tài liệu chỉ dẫn vận hành và cung cấp dịch vụ với 3 quy trình tối

thiểu phải có là (i) Quy trình thiết lập hệ thống và cung cấp dịch vụ, (ii)

quy trình vận hành, bảo trì bảo dưỡng hệ thống. (iii) Quy trình cung cấp

dịch vụ cũng như quy trình quản lý chất lượng các dịch vụ: Phát hình

quảng bá (TV Broadcast), dịch vụ video/audio theo yêu cầu và dịch vụ

video/audio gần như theo yêu cầu (Video/Audio on demand, Video/Audio

near on demand) trên hạ tầng IPTV đã đề xuất;

77

3. Bộ tiêu chuẩn về tích hợp và cung cấp dịch vụ. Lập tài liệu chỉ dẫn cho

việc tích hợp đa dạng các dịch vụ từ nhiều nguồn cung cấp khác nhau;

4. Bộ tiêu chuẩn hỗ trợ liên kết mạng, nhằm kết nối đa dạng các nền tảng

truyền dẫn như ADSL, HFC, WiFi,… của nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác

nhau;

Hình 4-11: Phạm vi của i-MPF® Framework và mối liên hệ với các thành phần trong

mô hình kết nối liên mạng dịch vụ (mô hình mạng IP mở)

5. Chuyển giao các kết quả vào cuộc sống:

Khung tham chiếu i-MPF® Framework và Home Media

® Framework cho

phép phát triển một cách linh hoạt với nhiều giải pháp khác biệt cho những

tình huống ứng dụng cụ thể, nhưng vẫn đảm bảo tính nhất quán trong việc liên

thông mạng.

78

Hình 4-12: Mô hình i-MPF® Framework cho các dịch vụ truyền thông công cộng

i-MPF® Framework được trao Cup vàng Techmart cho giải pháp hữu ích, và

đã nhận được rất nhiều các yêu cầu đặt hàng về giải pháp hoặc chuyển giao

công nghệ cho nhiều đối tượng khác nhau. Bên cạnh việc chuyển giao công

nghệ cho VDC và VCTV là hai đơn vị phối hợp thực hiện chính, hiện tại

KC.01.14/06-10 đang tiến hành triển khai các giải pháp công nghệ trên nền

tảng kiến trúc của i-MPF và Home Media cho nhiều tổ chức/doanh nghiệp

khác, chẳng hạn cho Tỉnh Tây Ninh để xây dựng hệ thống truyền thông công

cộng và phương tiện giao tiếp Chính quyền – Người dân, hoặc cho các chủ

đầu tư các khu đô thị để thiết lập một môi trường tiện nghi truyền thông trong

các gia đình. Dự án tiêu biểu mà KC.01.14/06-10 nhận được đạt hàng là dự án

khu liên hợp Internet New City tại Saigon Hitech Park, quận 9, Tp. HCM.

79

Hình 4-13: Giới thiệu và ký kết chuyển giao các giải pháp công nghệ dựa trên

HomeMedia & i-MPF® Framework

80

5. KÊT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Dự án KC.01.14/06-10 là dự án lớn đầu tiên ở Việt nam nghiên cứu về Open

IPTV và hội tụ đa truyền thông trên nền IPTV, một lĩnh vực vẫn còn rất mới mẻ

và đầy tiềm năng ứng dụng.

Bên cạnh việc nghiên cứu một cách toàn diện các vấn đề từ góc độ tiếp cận hệ

thống, KC.01.14/06-10 đã cụ thể hóa các tham số lý thuyết để vận dụng vào thực

tiến trong các sản phẩm cụ thể và hướng tới ứng dụng vào một số lĩnh vực cụ thể,

từ đó rút ra kinh nghiệm cho việc phát triển nền tảng (platform) và phương hướng

phát triển các hệ thống lớn trong tương lai.

Các khung kiên trúc tham chiếu i-MPF® Framework và Home Media

®

Framework là sản phẩm có tính định hướng và chiến lược, đưa ra một số khuyến

nghị về việc phát triển các hệ thống dịch vụ IPTV mở, dựa trên cơ sở nghiên cứu

hạ tầng viễn thông Việt nam và kinh nghiệm thực tế triển khai các sản phẩm của

chính đề tài.

Về mặt ứng dụng, đề tài đã thành công trong việc ứng dụng các sản phẩm vào

thực tế tại nhiều địa chỉ ứng dụng khác nhau như:

- Các ứng dụng truyền thông công cộng và kênh giao tiếp Chính quyền –

Người dân tại Tỉnh Tây Ninh. Dự án phối hợp với Sở TTTT Tây Ninh.

- Mạng cáp truyền hình VCTV;

- Mạng Viễn thông băng rộng của VDC;

- Một số công trình xây dựng, các khu công nghiệp, khu đô thị và toà nhà

cao tầng (UDIC, HIP, ...);

Về mặt khoa học công nghệ, các khung kiến trúc tham chiếu i-MPF® Framework

và Home Media® Framework là hệ thống các đặc tả có tính định hướng về nền

tảng công nghệ, chứ không phải là các giải pháp công nghệ với các thiết bị cụ

thể, sẽ là nguồn tham chiếu giá trị cho các nhà cung cấp nội dung và dịch vụ

truyền thông, các nhà điều hành mạng, các nhà sản xuất nội địa trong việc phát

81

triển một ngành công nghiệp truyền hình tương tác đồng bộ và quy mô lớn, hoàn

toàn tương thích với các chuẩn mực quốc tế và khu vực.

Về ý nghĩa kinh tế, các framework đủ chặt chẽ để xác định được chính xác các

yêu cầu và phạm vi của một xu thế, nhưng đủ lỏng để các đơn vị cung cấp dịch

vụ có thể chủ động áp dụng (vận dụng) linh hoạt trong đầu tư và lựa chọn nhà

cung cấp công nghệ trong các bài toán cụ thể, tuỳ theo điều kiện của từng địa

phương / khu vực. Bên cạnh đó, việc cho phép liên thông dịch vụ (roaming giữa

các mạng dịch vụ IPTV) để có thể chia sẻ, tái sử dụng và dùng chung các tài

nguyên hạ tầng, nội dung, dịch vụ mang sẽ lại một lợi ích to lớn, tránh được sự

đầu tư chồng chéo, gây ra nhiều lãng phí cho xã hội, đồng thời sẽ tại môi trường

thuận tiện hơn cho công tác quản lý nhà nước.

Về mặt hợp tác quốc tế, đề tài hiện đã thiết lập được nhiều quan hệ quốc tế với

các đối tác nước ngoài và trong nước. Các nhóm nghiên cứu thuộc đề tài đã có kế

hoạch và chính thức đăng ký để trở thành thành viên của một số liên minh đề

xuất tiêu chuẩn công nghệ lớn, nhằm hỗ trợ tốt hơn việc cập nhật và duy trì, phát

triển cac skhung kiến trúc tham chiếu đã đề xuất.

Kiến nghị

Để cho các kết quả của đề tài có tính bền vững và được tiếp tục phát huy sau

khi kết thúc đề tài, nhóm đề tài đề nghị cho các sản phẩm tiếp tục được hoạt

động tại hiện trường thêm một thời gian nữa để các cơ sở sản xuất tiếp tục

được sử dụng và để cho nhóm đề tài có thể tiếp tục hoàn thiện sản phẩm hơn

nữa cho phù hợp với thực tế.

Nhà nước hỗ trợ giai đoạn 2 cho các dự án hoàn thiện công nghệ chế tạo và

sản xuất thử nghiệm đối với một số sản phẩm có tính ứng dụng cao.

Cơ quan chủ trì hỗ trợ về mặt thời gian và cơ sở vật chất, tạo điều kiện cho

nhóm tiếp tục các nghiên cứu.

82

6. TÀI LIỆU THAM KHẢO

CÁC TÀI LIỆU THAM CHIẾU KỸ THUẬT

[1] Broadband Forum TR-069, “CPE WAN Management Protocol”

[2] DLNA Networked Device Interoperability Guidelines, October 2006

[3] CEA-2014, Web-based Protocol and Framework for Remote User

Interface on UPnP™ Networks and the Internet (Web4CE)

[4] ETSI TS 102 034, “Transport of MPEG-2 TS Based Services over IP

Based Networks”

[5] Ethernet Priority, IEEE Std. 802.1Q-2003, “Virtual Bridged Local

Area Networks”

[6] IETF RFC 2475, “An Architecture for Differentiated Services”.

[7] IEEE 802.11, Wireless Local Area Networks

[8] IETF RFC 4541, “Considerations for Internet Group Management

Protocol (IGMP) and Multicast

Listener Discovery (MLD) Snooping Switches”, May 2006

[9] IETF RFC 4605, “Internet Group Management Protocol (IGMP) /

Multicast Listener Discovery (MLD)- Based Multicast Forwarding

("IGMP/MLD Proxying")”

[10] IETF RFC 3376, “Internet Group Management Protocol, Version 3”,

October 2002

[11] IETF RFC 4608, “Source-Specific Protocol Independent Multicast in

232/8”, August 2006

[12] ETSI ES 282 003, “Resource and Admission Control Subsystem

(RACS)”

[13] ETSI TS 102 539, “Carriage of Broadband Content Guide (BCG)

information over Internet Protocol (IP)”

[14] IETF RFC 3550, “RTP: A Transport Protocol for Real-Time

Applications”

83

[15] 3GPP TS 23.228, “3rd Generation Partnership Project; Technical

Specification Group Services and

System Aspects; IP Multimedia Subsystem (IMS); Stage 2”

[16] IETF RFC 2617, “HTTP Authentication: Basic and Digest Access

Authentication”

[17] 3GPP TS 33.203, “3G security; Access security for IP-based services”

[18] 3GPP TS 24.229, “IP multimedia call control protocol based on

Session Initiation Protocol (SIP) and

Session Description Protocol (SDP)”

[19] IETF RFC 2326, “Real Time Streaming Protocol (RTSP)”

[20] ITU-T Recommendation E.164, “The international public

telecommunication numbering plan”

[21] IETF RFC 3261, “SIP: Session Initiation Protocol”

[22] Open Mobile Alliance “Instant Messaging using SIMPLE” (OMA-

ERP-SIMPLE_IM-V1_0-20070816-C)

[23] ECMA-262, “ECMAScript Language Specification”, 3rd edition,

December 1999.

[24] Open Mobile Alliance “Presence SIMPLE Specification” (OMA-ERP-

Presence_SIMPLE-V1_0_1-

20061128-A)

[25] 3GPP TS 33.220, “Generic Authentication Architecture (GAA);

Generic bootstrapping architecture”

[26] 3GPP TS 29.228, “IP Multimedia (IM) Subsystem Cx and Dx

Interfaces; Signalling flows and message contents”

[27] 3GPP TS 32.225, “Telecommunication management; Charging

management; Diameter charging applications”

[28] UPnP Forum, “UPnP Device Architecture Version 1.0”, June 13,

2000.

[29] Broadband Forum TR-104, "DSLHomeTM Provisioning Parameters

for VoIP CPE"

[30] Broadband Forum TR-135, Working Text 135 "Data Model for a TR-

84

069-enabled STB"

[31] Broadband Forum TR-140, "TR-069 Data Model for Storage Service

Enabled Devices"

[32] IEC 62455, "Internet protocol (IP) and transport stream (TS) based

service access"

[33] Broadband Forum TR-098, “Internet Gateway Device Version 1.1,

Data Model for TR-069”

[34] Java Community Process, Java Specification Request 218 “Connected

Device Configuration (CDC) 1.1”

[35] IETF RFC 5246, “The Transport Layer Security (TLS) Protocol,

Version 1.2”

[36] 3GPP TS 23.237 Multimedia Subsystem (IMS) Service Continuity –

stage 2;

[37] 3GPP TS 24.237 Multimedia Subsystem (IMS) Service Continuity -

stage 3;

[38] IETF RFC 4235, “An INVITE-Initiated Dialog Event Package for the

Session Initiation Protocol (SIP)”

[39] 3GPP TS 24.173, “IMS multimedia telephony communication service

and supplementary services”

[40] ETSI EN 300 468 V1.9.1 (2008-11), “Digital Video Broadcasting

(DVB); Specification for Service

Information (SI) in DVB systems”.

[41] SMS Forum, “Short Message Peer to Peer Protocol Specification

v3.4”, 12-Oct-1999 Issue 1.2

[42] UPnP Forum, “UPnP Device Management Version 1.0”

[43] Broadband Forum PD-174, "Remote Management of Non TR-069

Devices", work in progress

[44] Open IPTV Forum Release 1 Specifications - Volume 7 -

Authentication, Content Protection and Service

Protection V1.0. See http://www.openiptvforum.org/downloads.html

[45] Open IPTV Forum Release 1 Specifications. See

http://www.openiptvforum.org/downloads.html



85

[46] Open IPTV Forum Release 1 Specifications - Volume 5 – Declarative

Application Environment V1.0. See


[47] IETF Draft RFC “Session Initiation Protocol (SIP) INFO

method and Package Framework”,

http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-sip-info-events-

03.txt

[48] IETF RFC 4301, “Security Architecture for the Internet Protocol”

[49] Open IPTV Forum Release 1 Specifications -

Volume 4 – Protocols V1.0. See http://www.Open

IPTV.tv/downloads.html

[50] OASIS, “Profiles for the OASIS Security Assertion Markup Language

(SAML) V2.0”

[51] 3GPP TS 26.237, IP Multimedia Subsystem (IMS) based Packet

Switch Streaming (PSS) and Multimedia

Broadcast/Multicast Service (MBMS) User Service; Protocols

(Release 8)

[52] 3GPP2 Technical Specification A.S0019-0, “Interoperability

Specification (IOS) for Broadcast Multicast

Services (BCMCS)”, Version 1.0, November 2004

[53] 3GPP2 Technical Specification X.S0022, "Broadcast and multicast

service in cdma2000 wireless IP

network,"

[54] WiMAX System Requirements, Network Protocols and Architecture

for Multi-cast Broad-cast Services

(MCBCS Subteams Common Sections) - Part of Network Release 1.5,

Version 1.0.0

[55] UPnP Forum, “UPnP Remote Access Version 1.0”

TÀI LIỆU THAM KHẢO KHÁC

[56] DVB Digital Video Broadcasting Project; www.dvb.org


http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-sip-info-events-03.txt



http://www.oipf.tv/downloads.html

http://www.oipf.tv/downloads.html

http://www.dvb.org/

Chƣơng trình trọng điểm cấp nhà nƣớc về

CNTT và truyền thông KC.01/06-10

ĐỀ TÀI “Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tƣơng tác trên nền IP"

Open IPTV & Multiplay Infrastructure Reference Framework

Mã số: KC.01.14/06-10

Báo cáo sản phẩm

“KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT

HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG TRUYỀN DẪN IP BĂNG

RỘNG TẠI VIỆT NAM”

Nhóm thực hiện: ThS. Lâm Quang Tùng

TS. Lê Nhật Thăng

TS. Nguyễn Chấn Hùng

Hà nội 7/2010


“KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT

HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG TRUYỀN DẪN IP BĂNG

RỘNG TẠI VIỆT NAM”

ĐỀ TÀI

“Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tƣơng tác trên nền IP"


Mã số: KC.01.14/06-10

Version 2.3T

Bản quyền thuộc về Công ty cổ phần truyền thông MEKONG

Copyright MEKONG © 2010

Đề tài KC.01.14/06-10

2

Mục lục

Danh mục các hình vẽ, đồ thị ............................................................................................... 4

Danh mục các bảng .............................................................................................................. 6

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt................................................................................ 7

CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM VÀ XU HƯỚNG PHÁT

TRIỂN ................................................................................................................................... 9

1.1. Hiện trạng Viễn thông Việt Nam .................................................................................. 9

1.2. Xu hƣớng phát triển Viễn thông Việt Nam ................................................................. 14

1.2.1. Phát triển hạ tầng ...................................................................................................... 14

1.2.1.1. Xu hướng tăng tốc độ.......................................................................................... 15

1.2.1.2. Xu hướng hội tụ ................................................................................................. 15

1.2.1.3. Công nghệ mạng di động không dây ...................................................................... 17

1.2.1.4. Công nghệ mạng lõi............................................................................................ 19

1.2.1.5. Công nghệ Internet ............................................................................................. 19

1.2.2. Phát triển d ịch vụ...................................................................................................... 19

CHƯƠNG 2: MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG........................................................... 22

2.1. Giới thiệu chung ......................................................................................................... 22

2.2. Công nghệ xDSL (ADSL/ADSL2/ADSL2+/VDSL) ..................................................... 23

2.2.1. Khái niệm và lịch sử phát triển công nghệ xDSL............................................................. 23

2.2.2. Kiến trúc hệ thống .................................................................................................... 25

2.2.3. Các công nghệ trong họ xDSL..................................................................................... 26

2.3. Công nghệ FTTx......................................................................................................... 28

2.3.1. Khái niệm FTTx ....................................................................................................... 28

2.3.2. Các g iải pháp triển khai mạng FTTx ............................................................................. 29

2.3.2.1. Mạng quang chủ động AON ................................................................................. 29

2.3.2.2. Mạng quang thụ động PON .................................................................................. 31

2.3.3. Ứng dụng FTTx ....................................................................................................... 33

2.4. Công nghệ Wifi/Wimax .............................................................................................. 34

2.4.1. Lịch sử Wimax......................................................................................................... 34

2.4.2. Kiến trúc WiMAX .................................................................................................... 35

2.4.2.1. Cấu h ình mạng điểm- đa điểm(PMP) ..................................................................... 35

2.4.2.2. Cấu h ình mắt lưới MESH .................................................................................... 36

2.4.3. Tình hình triển khai tại Việt Nam................................................................................. 37

2.5. Công nghệ HFC.......................................................................................................... 38

2.5.1. LAN băng rộng ........................................................................................................ 39

2.5.2. Modem cáp ............................................................................................................. 39

Đề tài KC.01.14/06-10

3

2.5.3. Hệ thống kết cuối modem cáp ..................................................................................... 42

2.5.4. Th iết bị HFC............................................................................................................ 42

2.5.5. Phổ tần vô tuyến cho modem cáp ................................................................................. 42

CHƯƠNG 3: MẠNG TRUYỀN TẢI BĂNG RỘNG.......................................................... 45

3.1. Giới thiệu chung ......................................................................................................... 45

3.2. Các công nghệ trên mạng truyền tải ........................................................................... 47

3.2.1. IP .......................................................................................................................... 47

3.2.1.1. Khái quát về IPv4............................................................................................... 48

3.2.1.2. Khái quát về IPv6............................................................................................... 53

3.2.2. SDH/NG-SDH ......................................................................................................... 58

3.2.3. W DM ..................................................................................................................... 60

3.2.4. Ethernet/Gigabit Ethernet ........................................................................................... 64

3.2.5. MPLS/GMPLS......................................................................................................... 68

3.2.5.1. Công nghệ MPLS............................................................................................... 68

3.2.5.2. Công nghệ GMPLS ............................................................................................ 71

3.2.6. Ring gói tự phục hồi RPR........................................................................................... 77

3.2.7. Mạng Quang Chuyển mạch tự động ............................................................................. 78

3.2.7.1. Cấu trúc mạng ASON ......................................................................................... 79

3.2.7.2. Cấu trúc phần mềm ASON................................................................................... 81

3.2.7.3. Các chức năng của mạng ASON........................................................................... 83

3.3. Mạng truyền tải băng rộng của VNPT ....................................................................... 89

3.3.1. Mạng NGN-Mặt phẳng 1 ........................................................................................... 90

3.3.2. Mạng NGN-Mặt phẳng 2 ........................................................................................... 91

KẾT LUẬN .......................................................................................................................... 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 95

Đề tài KC.01.14/06-10

4

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Hình 1.1: Quá trình phát triển thuê bao điện thoại ở Việt Nam giai đoạn 2000 -2009 ............................... 11

Hình 1.2: Thị trường điện thoại Việt Nam năm 2009 ........................................................................ 11

Hình 1.3: Quá trình phát triển thuê bao băng rộng và sử dụng Internet ở Việt Nam g iai đoạn 2003-2009 .... 12

Hình 1.4: Thị phần của các ISP năm 2009 ...................................................................................... 13

Hình 1.5: Tỷ lệ sử dụng Internet ở một số quốc gia Châu Á ............................................................... 13

Hình 1.6: Xu hướng phát triển hạ tầng mạng .................................................................................. 17

Hình 1.7: Xu hướng phát triển mạng di động không dây ................................................................... 18

Hình 1.8: Xu hướng phát triển các ứng dụng dịch vụ ........................................................................ 21

Hình 2.1: Các công nghệ truy nhập băng rộng cố định ...................................................................... 22

Hình 2.2: Các công nghệ truy nhập băng rộng di động...................................................................... 23

Hình 2.3: Lịch sử phát triển của các công nghệ trong họ xDSL .......................................................... 24

Hình 2.4: Kiến trúc chung của hệ thống sử dụng họ công nghệ xDSL .................................................. 25

Hình 2.5: Cấu trúc hệ thống ADSL ............................................................................................... 26

Hình 2.6: Phân loại mạng FTTx theo chiều dài cáp quang ................................................................. 29

Hình 2.7: Kiến trúc mạng quang chủ động ..................................................................................... 30

Hình 2.8: Kiến trúc mạng quang thụ động ...................................................................................... 31

Hình 2.9: Bộ chia công suất cao ................................................................................................... 32

Hình 2.10: Ví dụ về dịch vụ IPTV ................................................................................................ 33

Hình 2.11: Cấu h ình điểm-đa đ iểm(PMP) ...................................................................................... 36

Hình 2.12: Cấu h ình mắt lưới MESH ............................................................................................ 36

Hình 2.13: Mạng HFC ............................................................................................................... 38

Hình 2.14: Mạng LAN băng rộng ................................................................................................. 39

Hình 2.15: Mã hóa Số - Tương tự ................................................................................................ 40

Hình 2.16: Ví dụ về gán tần số RF ................................................................................................ 43

Hình 2.17: Sơ đồ tổng quan mạng truyền hình cáp HFC của VCTV .................................................... 43

Hình 3.1: Quá trình phát triển của tốc độ dịch vụ và tốc độ truyền tải .................................................. 45

Hình 3.2: Quá trình phát triển của các công nghệ trên mạng truyền tải quang [1a].................................. 46

Hình 3.3: Các lớp địa chỉ IP ........................................................................................................ 49

Hình 3.4: Datagram ................................................................................................................... 51

Hình 3.5: Cấu trúc gói dữ liệu IP .................................................................................................. 51

Hình 3.6: Cấu trúc gói IPv6........................................................................................................ 56

Hình 3.7: Cấu trúc IPv6 Header ................................................................................................... 57

Hình 3.8: Mô hình kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng ..................................................................... 60

Hình 3.9: Mô hình tổng quan mạng áp dụng công nghệ WDM ........................................................... 62

Hình 3.10: Ba giải pháp IP over W DM .......................................................................................... 62

Hình 3.11: Truyền tải IP t rên mạng vòng WDM bằng khung Gigabit Ethernet ..................................... 65

Hình 3.12a: Gigab it Ethernet Hub- and- Spoke ............................................................................... 66

Đề tài KC.01.14/06-10

5

Hình 3.12b : Gigabit Ethernet Ring ............................................................................................... 66

Hình 3.13: Khuôn dạng dữ liệu của Ethernet .................................................................................. 67

Hình 3.14: Mô h ình mạng MPLS ................................................................................................. 69

Hình 3.15: Phân cấp giao diện trong GMPLS ................................................................................. 73

Hình 3.16: Mối quan hệ giữa các khả năng và các vùng chuyển mạch ................................................. 73

Hình 3.17: Các loại nhãn ........................................................................................................... 74

Hình 3.18: Chồng giao thức GMPLS ............................................................................................ 75

Hình 3.19: Cấu trúc vòng Ring RPR ............................................................................................ 77

Hình 3.20: Node truyền dẫn tích hợp tính năng ASON ..................................................................... 78

Hình 3.21: Ba mặt phẳng điều khiển của ASON .............................................................................. 80

Hình 3.22: Cấu trúc của phần mềm ASON ..................................................................................... 82

Hình 3.23: Tự động phát hiện sợi ................................................................................................. 83

Hình 3.24: Tự động phát hiện liên kết ........................................................................................... 84

Hình 3.25: Cấu h ình dịch vụ end-to-end ........................................................................................ 84

Hình 3.26: Mạng hình lưới.......................................................................................................... 85

Hình 3.27: Các d ịch vụ kết hợp .................................................................................................... 86

Hình 3.28: Các d ịch vụ đường hầm............................................................................................... 87

Hình 3.29: Cân bằng dịch vụ ....................................................................................................... 88

Hình 3.30: Cấu h ình mạng Quản lý đ iều kh iển báo hiệu mạng NGN Việt Nam ..................................... 90

Hình 3.31: Mô h ình kết nối mạng trục NGN mặt phẳng 1 của VNPT .................................................. 91

Hình 3.32: Mô h ình kết nối mạng trục NGN mặt phẳng 2 của VNPT .................................................. 92

Đề tài KC.01.14/06-10

6

Danh mục các bảng

Bảng 1.1: Tình hình phát triển thuê bao điện thoại giai đoạn 2000 -2009............................................... 10

Bảng 1.2: Th ị trường di động Việt Nam t rong khu vực Đông Nam Á .................................................. 11

Bảng 1.3: Thực tế triển khai 3G tại Việt Nam của một số nhà mạng di động ......................................... 12

Bảng 2.1: Các công nghệ trong họ xDSL ....................................................................................... 27

Bảng 2.2: Các loại modem cáp thông dụng..................................................................................... 41

Bảng 3.1: Khung làm v iệc của GMPLS ......................................................................................... 71

Bảng 3.2: Chồng giao thức trong GMPLS ..................................................................................... 75

Đề tài KC.01.14/06-10

7

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Thuật ngữ Tiếng Anh Tiếng Việt

A

ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng

AON Active Optical Network Mạng quang tích cực

ATM Asynchronuos Transfer Mode Phương thức truyền dẫn không đồng bộ

B

BPL Broadband over Power Line Băng rộng qua đường điện

D

DSL Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số

F

FTTB Fiber To The Building Cáp quang tới cao ốc

FTTC Fiber To The Curb Cáp quang tới khu vực

FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới nhà

G

GFP Generic Framing Procedure Thủ tục đóng khung tổng quát

GMPLS Generalized Multiprotocol Label

Switching

Chuyển mạch nhãn đã giao thức

mở rộng

H

HDSL High data rate DSL Đường dây thuê bao số tốc độ cao

HSPA High Speed Packet Access Truy nhập gói tốc độ cao

I

IP Internet Protocol Giao thức mạng Internet

IPTV Internet Protocol Television Truyền hình IP

M

MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đã giao thức

N

Đề tài KC.01.14/06-10

8

NG-SDH Next Generation - Synchronous

Digital Hierarchy

Phân cấp mạng số đồng bộ - Thế

hệ sau

NPS Network Provider Services Nhà cung cấp dịch vụ mạng

O

OLT Optical Line Terminal Thiết bị kết cuối quang

OND Optical Network Distribution Hệ thống phân phối quang

ONU Optical Network Unit Đơn vị mạng quang

P

PLC Power Line Communications Truyền thông đường điện

PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động

S

SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp mạng số đồng bộ

T

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dữ

liệu

TDM Time-division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời

gian

U

UDP User Datagtam Protocol Giao thức gói dữ liệu người dùng

W

WDM Wavelength Division

Multiplexing

Ghép kênh đa bước sóng

WiMAX Worldwide Interoperability for

Microwave Access

Khả năng khai thác liên mạng trên

toàn cầu đối với truy nhập vi ba

Đề tài KC.01.14/06-10

9

CHƢƠNG 1: HIỆN TRẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM

VÀ XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN

1.1. Hiện trạng Viễn thông Việt Nam

Viễn thông Việt Nam hiện nay đã có một số quy định pháp lý rõ ràng và cụ thể, đó là:

– Luật Viễn thông được Quốc hội khóa XII, kỳ họp thứ 6 thông qua ngày

23/11/2009, có hiệu lực từ 1/7/2010. – Luật Tần số VTĐ được Quốc hội khóa XII, kỳ họp thứ 6 thông qua ngày

23/11/2009, có hiệu lực từ 1/7/2010. Điểm mới của những luật này cho phép mọi thành phần kinh tế tham gia cung cấp dịch vụ viễn thông và đầu tư phát triển hạ tầng mạng viễn thông, cho phép nhà đầu tư nước

ngoài cung cấp dịch vụ theo cam kết WTO và quản lý tài nguyên thông tin (tần số, kho số...) theo cơ chế thị trường thông qua việc thi tuyển, đấu giá quyền sử dụng.

Về hiện trạng mạng lưới có dung lượng truyền dẫn đường trục cáp quang trong nước lên đến 240 Gb/s, dung lượng cáp quang biển: 100 Gb/s. Việt Nam đã và đang triển

khai mạng thế hệ kế tiếp – NGN (Next Generation Network), cáp truyền hình Internet, mạng di động băng rộng 3G, WiMAX…hỗ trợ mạnh mẽ cho thị trường Internet và băng

rộng ngày càng phát triển tập trung tại các khu vực thành thị với hơn 2,2 triệu thuê bao băng thông rộng và trên 90% doanh nghiệp tại Việt Nam đã kết nối Internet và có sử dụng dịch vụ băng thông rộng. Hiện tại, kết nối băng rộng (thông qua ADSL/ ADSL2+, FTTX)

đã phổ biến đến các trường học, bệnh viện, ngân hàng, … và các dịch vụ ứng dụng phục vụ thương mại điện tử, chính phủ điện tử, dịch vụ công, dịch vụ cộng đồng ngày càng trở

nên phổ biến với người dân…

Thị trường viễn thông Việt Nam đang có sự cạnh tranh mạnh mẽ với giá cước dịch

vụ ở mức trung bình trong khu vực giữa 11 doanh nghiệp hạ tầng mạng (VNPT, Viettel, SPT, EVN Telecom, HaNoi Telecom, Vishipel, VTC, FPT, GTel, Dong Duong Telecom,

CMC TI) và 81 doanh nghiệp ISP; 07 doanh nghiệp cung cấp dịch vụ thông tin di động (VNPT, Viettel, SPT, EVN Telecom, HaNoiTelecom, GTel, Dong DuongTelecom); 04 doanh nghiệp đã cung cấp dịch vụ 3G (Vinaphone, Mobifone, Viettel, EVN Telecom); 10

doanh nghiệp triển khai thử nghiệm Wimax ở Việt Nam, trong đó có VNPT, Viettel, VTC, FPT Telecom, CMC, EVN Telecom; 03 Đài truyền hình phạm vi phủ sóng toàn quốc

(VTV, VTC, AVG), 63 đài truyền hình địa phương. Thị trường viễn thông Việt Nam có một số đặc điểm sau:

Dân số trẻ

Tốc độ đô thị hóa chậm

Dân số nông thôn chiếm hơn 2/3 tổng dân số

Chú trọng chi tiêu hiệu quả

Chi tiêu nhiều cho giáo dục

Hạ tầng viễn thông kém phát triển, đặc biệt là ở khu vực nông thôn

Thiếu các dịch vụ băng thông rộng hữu tuyến ở nhiều khu vực

Sự thâm nhập của các dịch vụ băng rộng là khá chậm

Đề tài KC.01.14/06-10

10

Nhu cầu ngày càng tăng cao đối với các hình thức giải trí số, lướt Web, E-mail và

chatting trên mạng

Nhiều nhà cung cấp dịch vụ

Hạ tầng mạng đang được các nhà khai thác đầu tư mạnh trên toàn quốc

Dịch vụ nội dung đang rất được quan tâm

Cơ chế, chính sách tốt.

Tình hình phát triển thuê bao điện thoại cố định và di động trong giai đoạn 2000-2009 được minh họa ở Bảng 1.1 dưới đây.

Bảng 1.1: Tình hình phát triển thuê bao điện thoại giai đoạn 2000-2009

Chi tiết của quá trình tăng trưởng số lượng thuê bao điện thoại cố định và di động được thể hiện ở Hình 1.1.

Đề tài KC.01.14/06-10

11

Hình 1.1: Quá trình phát triển thuê bao điện thoại ở Việt Nam giai đoạn 2000-2009

Thị phần điện thoại cố định và di động hiện nay được chia sẻ chủ yếu giữa Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam - VNPT, Viettel, Sfone và EVN Telecom, trong đó VNPT chiếm thị phần chủ yếu – Hình 1.2.

Hình 1.2: Thị trường điện thoại Việt Nam năm 2009

Bảng 1.2 dưới đây cho thấy tốc độ tăng trưởng số lượng thuê bao di động ở Việt Nam là rất lớn so với nhiều nước trong khu vực từ 4% năm 2003 lên đến 129% năm 2009.

Bảng 1.2: Thị trường di động Việt Nam trong khu vực Đông Nam Á

Country

Population

(in million)

Mobile

subscribers

Mobile Growth

(YoY)

Mobile

PenetrationPrepaid/Postpaid

3G subscribers

(est Sept 09)

3G Market share

in mobile market

Vietnam 87.3 113,069,200 +45.1% 129% 95.7/4.3 545,000 0.5%

Thailand 67.8 67,618,170 +7.5% 99.7% 88.8/11.2 41,000 0.1%

Cambodia 14.8 6,148,800 +42.8% 41.5% 96.6/3.4 505,000 8.2%

Laos 6.3 2,496,380 +64.2% 39.6% 97.2/2.8 75,000 3.0%

China 1,331 757,984,700 +17% 56.9% 82.7/17.3 10,220,000 1.3%

Indonesia 243.3 170,562,000 +23.1% 70.1% 94/6 14,933,000 8.8%

Taiwan 23.1 26,164,800 +7% 113.3% 10.8/89.2 12,695,000 48.5%

Philippines 92.2 77,809,420 +8.5% 84.4% 97.2/2.8 2,014,000 2.6%

Malaysia 28.3 31,234,030 +12.5% 110.4% 78.1/21.9 4,100,000 13.1%

Đề tài KC.01.14/06-10

12

Hiện nay, Bộ Thông tin và Truyền thông – MIC đã cấp giấy phép triển khai mạng thông tin

di động thế hệ thứ 3 – 3G cho các nhà mạng: Viettel, MobiFone, Vinaphone và liên doanh EVN Telecom-Hanoi Telecom. Bảng 1.3 dưới đây, mô tả vắn tắt thực tế triển khai mạng

thông tin di động 3G hiện nay của các nhà mạng ở Việt Nam.

Bảng 1.3: Thực tế triển khai 3G tại Việt Nam của một số nhà mạng di động

Thị trường Internet Việt Nam cũng đang phát triển hết sức mạnh mẽ với 21 doanh nghiệp cung cấp dịch vụ Internet (ISP) đang hoạt động (trong đó có 12 doanh nghiệp được cấp giấy phép cung cấp hạ tầng mạng). Số thuê bao Internet có đến cuối tháng 12/2009 đạt

3 triệu thuê bao, tăng 45,5% so với cùng thời điểm năm 2008, trong đó VNPT có 2,1 triệu thuê bao, tăng 64,7%. Số người sử dụng Internet tính đến cuối năm 2009 ước tính 22,9

triệu lượt người, tăng 10,3% so với thời điểm cuối năm 2008. Hình vẽ 1.3 dưới đây mô tả quá trình tăng trưởng của số lượng thuê bao băng rộng và số người sử dụng Internet giai đoạn 2003-2009.

Hình 1.3: Quá trình phát triển thuê bao băng rộng và sử dụng Internet ở Việt Nam

giai đoạn 2003-2009

Thị phần Internet giữa các ISP năm 2009 được giới thiệu ở hình vẽ 1.4 mà ở đó VNPT chiếm lĩnh đến gần 75% thị phần.

Operator Type Launch Status Coverage

EVN Telecom /Hanoi Telecom W-CDMA Apr-10 Live

EVN Telecom CDMA2000/1xEV-D0 Dec-06 Live Hanoi, HCM City, Da Nang

MobiFone W-CDMA Q4 2009 Live

Viettel Corporation W-CDMA/HSPA+ Mar-10 Live

S-Fone CDMA2000/1xEV-D0 Oct-06 Live Nationwide

VinaPhone W-CDMA Oct-09 Live 20% population

Đề tài KC.01.14/06-10

13

Hình 1.4: Thị phần của các ISP năm 2009

So sánh với một số quốc gia ở Châu Á, Việt Nam được xếp vào nước có tỷ lệ sử dụng Internet trung bình, sau Trung Quốc, nhưng là khá cao so với các nước trong khu vực Đông Nam Á – Hình 1.5.

Hình 1.5: Tỷ lệ sử dụng Internet ở một số quốc gia Châu Á

Đề tài KC.01.14/06-10

14

1.2. Xu hƣớng phát triển Viễn thông Việt Nam

Mạng viễn thông thế hệ kế tiếp – NGN đã trở thành xu hướng của nhiều nước trên thế giới do những tính chất tiên tiến của nó trong việc truy nhập và cung cấp các dịch vụ đa

phương tiện. Trước đây, mạng NGN bắt đầu được xây dựng với mô hình chuyển mạch mềm - Softswitch và đã thu được một số thành công nhất định. Nhưng từ khi 3GPP giới thiệu IMS - phân hệ đa phương tiện IP – thì IMS đã chứng tỏ được khả năng vượt bậc hơn

so với Softswitch về nhiều mặt, và IMS dần dần trở thành tiêu chuẩn chung để xây dựng mạng NGN ngày nay.

Từ năm 2003 mạng viễn thông Việt Nam đã xây dựng và triển khai mạng thế hệ kế tiếp NGN dựa trên Softswitch trên phạm vi toàn quốc. Tuy nhiên, xu hướng phát triển NGN hiện nay là chuyển từ Softswitch sang IMS do IMS đem lại khả năng cung ứng dịch

vụ đa phương tiện cho người sử dụng đầu cuối mà không bị phụ thuộc vào vị trí, công nghệ truy nhập mạng và vào thiết bị đầu cuối của người sử dụng. IMS hỗ trợ các loại hình

dịch vụ khác nhau (thoại, dữ liệu, hình ảnh và khả năng tích hợp của cả ba loại hình dịch vụ nói trên - Tripple Play mà điển hình là dịch vụ IPTV), các công nghệ mạng và các thiết bị đầu cuối. Đặc biệt, trên nền tảng IMS, yếu tố di động và truy nhập không dây trở nên

khả thi, càng tạo điều kiện cho IPTV trở thành một trong những dạng dịch vụ Quadruple-Play và nhanh chóng phát triển thành một trong những dịch vụ viễn thông hứa hẹn mang

lại nhiều lợi ích to lớn cho cả nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng.

1.2.1. Phát triển hạ tầng

Mạng viễn thông nói chung và mạng di động nói riêng đang phát triển rất mạnh. Mới vừa cách đây vài năm người ta mới nói đến mạng di động thế hệ thứ 3 (3G), bây giờ thì người ta đã đề cập đến thế hệ thứ 4 (4G). Tốc độ truyền dữ liệu tăng nhanh từ vài trăm

Kbps lên đến hàng trăm Mbps và thậm chí hướng đến tốc độ Gbps. Khuynh hướng phát triển của công nghệ mạng viễn thông cũng có một số đặc điểm cơ bản như sau :

Đặc điểm mạng từ nay đến 2012 và các thời điểm mấu chốt của sự phát triển công nghệ mạng viễn thông trong tương lai.

1. Giao thức IP sẽ là giao thức chủ đạo. Tất cả các công nghệ sẽ phát triển trên nền IP và

chúng sẽ hội tụ nhau trên nền tảng IP này. Trong tương lai IPv6 sẽ được đưa vào sử dụng rộng rãi bên cạnh IPv4 để có thể cung cấp đủ tài nguyên địa chỉ đồng thời cung cấp những

tính năng hộ trợ di động. Điển hình là mạng 3G đang được các nhà cung cấp đưa ra cung cấp chính thức trên thị trường với tốc độ đạt được tối đa 7,2Mbps.

2. Chuyển giao (Handover) tầng ứng dụng (ở service provider) sẽ được hoàn thiện. Handover sẽ dần được chuyển ra xa khỏi sự quản lý của nhà cung cấp mạng. Điều đó đồng nghĩa với việc tăng thêm tính linh hoạt cho người dùng.

3. Kỹ thuật MIMO (Multi-Output Multi-Input) và anten thông minh (Smart Antena) sẽ được tích hợp vào trong các trạm gốc (BS).

4. Tốc độ dữ liệu sẽ đạt đến 100Mbps cho người dùng di động và 1Gbps cho người dùng cố định. Lưu lượng trong tương lai sẽ là đối xứng (symmetric) (trên cả uplink và downlink)

thay vì bất đối xứng (asymmetric). Do hiện tại nhu cầu chủ yếu là download dữ liệu, nhưng trong tương lai việc chia sẻ tài nguyên mạng giữa các người dùng với nhau cũng sẽ phổ biến VD mạng P2P.

Đề tài KC.01.14/06-10

15

5. SDR (Software-Defined Radio) sẽ được sử dụng để giúp người dùng kết nối vào

nhiều giao diện radio (radio interface) khác nhau một cách tối ưu nhất để có thể thực hiện việc hội tụ các dịch vụ viễn thông.

6. PAN (Personnal Area Network), RFID (Radio-Frequency Identification) và UWB

(Ultra- wideband) sẽ được sử dụng rộng rãi. Kèm theo là các hệ thống cảm biến (sensor) sẽ được tích hợp và được sử dụng rộng khắp để phục vụ nhiều nhu cầu của con người.

7. Hệ thống định vị sẽ được cải thiện với độ chính xác cao. Hệ thống định vị GPS sẽ được kết hợp với định vị bằng mạng tế bào, mạng WiFi, WiMAX để tăng độ chính xác cả trong nhà và ngoài trời.

1.2.1.1. Xu hƣớng tăng tốc độ

Ngày càng có nhiều dịch vụ yêu cầu tốc độ truyền thông tin cao như là các dịch vụ TV, Video Conference, Video On Demand, v.v.

Trong mạng có dây, với việc sử dụng cáp quang người ta có thể đạt tốc độ từ Gbps đến Tbps. Phần lớn vấn đề bottleneck (nút cổ chai) là nằm ở phần radio (không dây). Tuy

nhiên tốc độ mạng không dây cũng không ngừng nâng cao, VD: UMTS/CDMA2000 cho tốc độ 2Mbps, tiếp theo HSDPA cho tốc độ lên đến 14Mbps, rồi đến 3G LTE/CDMA2000 revC (MIMO) cho tốc độ đến 100Mbps.

Bên phía mạng cục bộ thì WiFi 801.11b cho tốc độ 11Mpbs, 802.11g cho tốc độ

lên 54Mbps, rồi 802.11n (dùng MIMO) cho tốc độ lên 100Mbps. Cũng không thể không kể đến WiMAX với việc dùng kết hợp MIMO, OFDM đã cho tốc độ lên 75Mbps, rồi gần đây hứa hẹn nhất là 802.16m cho tốc độ lên Gbps.

Do đó, khi các dịch vụ băng thông rộng ra đời đồng nghĩa với nhu cầu tăng tốc độ

đường truyền cũng phải tăng theo để đáp ứng được nhu cầu đó. Xu hướng tăng tốc độ cũng là một yêu cầu tất yếu cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông.

1.2.1.2. Xu hƣớng hội tụ

Ngày nay chúng ta có qua nhiều loại hình mạng đang tồn tại, mạng không dây:

GSM/CDMA, GPRS, UMTS/CDMA2000, WiFi, WiMAX, Sattelite, DVB-T, DVB-H...và mạng có dây xDSL, mạng điện thoại cố định... Một khuynh hướng phát triển trong tương lai là hội tụ giữa nhiều loại hình mạng khác nhau như: hội tụ giữa mạng điện thoại và mạng

Internet (thông tin gói), hội tụ giữa mạng có hạ tầng và mạng không có hạ tầng (mạng ad hoc) để tạo ra mạng mesh (lưới), và hội tụ giữa mạng tế bào (cellular) và mạng không dây cục bộ/metropolitan (wireless). Sự hội tụ này tạo nên thế hệ thứ 4 - 4G.

Đặc điểm của mạng 4G là sự kết hợp nhiều mạng khác nhau để cung cấp cho người

dùng khả năng kết nối với bất kỳ mạng nào, mọi lúc, mọi nơi mà không cần quan tâm là mạng đấy của ai, là mạng gì. Thông tin liên lạc sẽ không bị ngắt khi thiết bị của họ tự động chuyển từ mạng này sang mạng khác.

Khái niệm hội tụ cố định - di động thường được sử dụng để ám chỉ việc tích hợp công nghệ hữu tuyến và vô tuyến. Tuy nhiên khái niệm hội tụ không chỉ dừng lại ở đó mà có mở rộng thành sự hội tụ giữa media, số liệu và viễn thông. Có thể chia chúng thành 3 nhóm khác nhau như sau:

Hội tụ dịch vụ: là khả năng truyền tải dịch vụ đến thuê bao sử dụng bất kỳ một thiết bị cầm tay sử dụng bất kì một công nghệ truy nhập nào.

Đề tài KC.01.14/06-10

16

Hội tụ thiết bị: là việc một thiết bị có khả năng hỗ trợ nhiều công nghệ truy nhập khác

nhau như CDMA 2000, WCDMA, GSM, hữu tuyến băng thông rộng và WLAN. Một thực tế cho mạng 3G hiện nay, khi các nhà cung cấp đưa ra thị trường các dịch vụ của

riêng mình khi đó các thiêt bị đầu cuối 3G cũng sẽ dùng chung cho tất cả các nhà cung cấp. Khi đó thị trường thiết bị đầu cuối sẽ không là của riêng ai, không còn phân biệt GSM hay CDMA.

Hội tụ mạng: là việc hợp nhất mạng để cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau với chất

lượng cao mà không phụ thuộc vào công nghệ truy nhập, đem lại hiệu quả kinh tế cho nhà khai thác mạng.

Hiện nay hội tụ được coi là một cơ hội để giành khách hàng cũng như cung cấp giá trị gia tăng cho khách hàng. Một số các dịch vụ và công nghệ tích hợp như là:

Dịch vụ khách hàng: thuê bao trọn gói dịch vụ cố định, di động và băng rộng, triple play, một số, một hộp thư thoại.

Thiết bị: đồng thời hỗ trợ WLAN/2G/3G, điện thoại di động sử dụng băng tần có phép và không phép, thiết bị di động có tính năng đa phương tiện và máy tính PC.

Mạng: kiến trúc nhiều lớp với IMS(IP multimedia subsystem).

Do khái niệm hội tụ là khái niệm tương đối mở nhưng ví dụ với VNPT đã đưa ra kiến trúc của mạng hội tụ như sau:

Sử dụng cơ sở hạ tầng truyền tải chung dựa trên cộng nghệ IP.

Có kiến trúc báo hiệu IP chung cho các dịch vụ đa phương tiện có yêu cầu báo hiệu (các dịch vụ truyền số liệu sẽ không cần báo hiệu IP).

Môi trường kiến tạo dịch vụ mở, có giao diện chuẩn mở với phần báo hiệu IP, cho phép triển khai dịch vụ của nhà khai thác cũng như bên thứ 3.

Cho phép truy nhập mạng bằng nhiều công nghệ truy nhập khác nhau như xDSL, WLAN, 3G.

Hình vẽ dưới đây minh họa rõ ràng xu hướng phát triển hạ tầng mạng theo hướng hội tụ giữa các mạng cố định với các mạng di động và giữa các loại hình dịch vụ khác nhau như thoại, dữ liệu và video trên cơ sở nền tảng của mạng IP.

Đề tài KC.01.14/06-10

17

Hình 1.6: Xu hướng phát triển hạ tầng mạng

1.2.1.3. Công nghệ mạng di động không dây

Công nghệ mạng di động ngày càng phát triển mạnh mẽ. Mỗi mạng di động phát triển nhằm vào những đối tượng người dùng khác nhau, những ứng d ụng khác nhau. Các công nghệ nổi bật bao gồm:

Mạng tế bào (cellular)

Mạng tế bào phát triển thông qua các thể hệ từ 1G đến trên 3G. Mạng di động thế

hệ thứ 3G (UMTS, CDMA2000) đang được triển khai rộng khắp. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu đang hướng về mạng thế hệ 3.9G (gần 4G) như 3G LTE của 3GPP và UMB của 3GPP2. Mục đích là tăng tốc độ truyền thông tin lên hàng trăm Mbps.

Mạng vệ tinh (satellite)

Mạng vệ tinh được dùng thay thế cho cáp quang biển và dùng cho liên lạc ở những

nơi mà không thể triển khai hạ tầng mạng (liên lạc đến các tàu trên đại dương, trên sa mạc…). Vệ tinh còn được dùng cho định vị ngoài trời (VD: GPS).

Mạng WLAN 802.11

Hiện tại trên thị trường chỉ tìm thấy mạng 802.11a/b/g còn các chuẩn khác như i/k/l/m/n/f/e… đang trong quá trình đưa ra thị trường hoặc đang trong giai đoạn nghiên cứu và chuẩn hóa.

Mạng WIMAX, WiBro (802.16)

Phiên bản cố định (802.16d) đang trong giai đoạn thử nghiệm và triển khai ở một

số nước, phiên bản di động (802.16e) đã được chuẩn hóa xong và IEEE đang bắt tay vào nghiên cứu và chuẩn hóa 802.16j (relay Wimax).

Đề tài KC.01.14/06-10

18

Mạng Wireless Personal Area Network (WPAN)

Mạng này hoạt động ở khỏang cách vài mét trở lại như Bluetooth (802.15.1),

Zigbee (802.15.4), RFID, mạng băng thông cực rộng UWB (Ultra Wideband) (802.15.3). Vấn đề giải quyết giao thoa RF là một trong những vấn đề mà WPAN cần phải giải quyết. Bên cạnh người ta cũng đang ứng dụng mạng WPAN vào việc định vị trong nhà (indoor) vì GPS chỉ cho phép định vị outdoor.

Mạng adhoc và cảm biến

Ứng dụng của nó ngày càng rộng rãi, trong quân đội, trong đời sống hằng ngày, trong y tế, trong quản lý môi trường… Một số vấn đề nổi cộm của mạng adhoc và cảm biến là routing, khả năng tự hiệu chỉnh (reconfigurable), bảo mật và tiết kiệm năng lượng.

Mạng 4G

Do có nhiều mạng khác nhau, khuynh hướng tiếp theo sẽ là hội tụ tất cả chúng lại để phục vụ người dùng một cách tốt hơn. Lý do hội tụ là vì không có bất kỳ công nghệ nào

có thể đáp ứng tất cả các nhu cầu như: tốc độ truyền thông tin cao, chất lượng dịch vụ cao, vùng phủ sóng lớn, thích ứng cho người dùng khi di chuyển với tốc độ cao, giá thành rẻ…

Tuy theo từng ứng dụng sẽ có một loại hình mạng thích ứng. Tương lai viễn thông đang phát triển theo hướng hội tụ: thiết bị đầu cuối (terminal) phát triển theo hướng tất cả trong một (one- in-all), mạng phát triển theo hướng hội tụ theo nhiều mức độ khác nhau.

Xu hướng phát triển các mạng di động không dây được minh họa ở hình 1.7 dưới đây

Hình 1.7: Xu hướng phát triển mạng di động không dây

Đề tài KC.01.14/06-10

19

1.2.1.4. Công nghệ mạng lõi

Khuynh hướng phát triển của mạng lõi sẽ là mạng IP (IP-based core) để cho phép nối kết nhiều công nghệ mạng truy cập khác nhau lại với nhau dễ dàng và bởi vì thông tin

trong tương lai sẽ hoàn toàn ở dạng gói. Vấn đề của mạng lõi là làm thế nào để tăng tốc độ chuyển gói thông tin (hàng trăm Gbps hoặc cao hơn nữa). Ý tưởng chủ đạo để thực hiện điều đó là cắt gói thông tin thành từng gói nhỏ (giống trong ATM), hoặc thực hiện routing

ở mức độ thấp hơn IP, ví dụ dựa vào label như trong MPLS, hoặc VCI/VPI trong ATM, hoặc Ethernet. Bên cạnh đó người ta cũng đưa khái niệm chất lượng dịch vụ (Quality of

Service) vào trong mạng lõi (DiffServ, Intserv, RSVP…). Lớp vật lý trong mạng lõi sử dụng các kỹ thuật truyền cáp quang như SDH, SONET, WDM để có thể vận chuyển thông tin với tốc độ cao.

1.2.1.5. Công nghệ Internet

Internet có thể được xem như là một mạng công cộng ở tầm thế giới dựa trên công

nghệ IP (Internet Protocol). Tên Internet được sử dụng vào năm 1983 để chỉ mạng ARPANET, mạng được xây dựng từ những năm 70’s (thời kỳ chiến tranh lạnh) bởi Hoa

Kỳ với mục đích dùng cho liên lạc trong quân đội. Nhiệm vụ của mạng ARPANET là làm thế nào vẫn hoạt động được nếu một phần của mạng bị hỏng, đặt trong bối cảnh bị tấn công hạt nhân của Liên Xô. Từ đó mạngInternet đã không ngừng phát triển. Điểm khác

biệt của Internet và mạng điện thoại thời bấy giờ là trong Internet thông tin sẽ được đóng thành gói (packet) và không cần thiết phải tạo một circuit (mạch) nối giữa 2 thực thể liên

lạc đầu và cuối. Internet hoặc động trên mô hình lớp (7 lớp) với nhiều giao thức khác nhau. Trong công nghệ mạng IP, người ta càng ngày càng quan tâm đến chất lượng dịch vụ: giao thức QoS, điều khiển tắt nghẹn mạng (congestion), điều chỉnh lưu thông tra ffic trong

mạng, đặt/thuê trước tài nguyên mạng (RSVP),…. Cũng nhằm hướng đến một chất lượng dịch vụ tốt hơn các router, switch tốc độ cực nhanh (ultra-high speed) cũng đang được quan tâm nghiên cứu. Kéo theo là các nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả lý thuyết hàng đợi

nâng cao, phân bố công việc nâng cao trong các thiết bị viễn thông. Bên cạnh Internet tốc độ cao, Internet di động (mobile) là một nhu cầu cấp thiết: Internet không dây, VoIP di

động (Skype, SIP, H323, MEGACO), quản lý di động (Mobile IP, Mobike, IKEv2, IPv4-IPv6 translation). Gần đây, các kỹ thuật P2P (peer- to-peer) (chia sẻ thông tin ngang hàng) như Kazza, Bittorent, Skype, P2P TV…nhận được sử hưởng ứng mạnh mẽ của người dùng.

1.2.2. Phát triển dịch vụ

Dịch vụ viễn thông bao gồm: các dịch vụ gia tăng trực tuyến trong thương mại điện tử như thẻ tín dụng, chứng minh thư số (dùng để truy nhập, thanh toán mọi khoản tiền: mua hàng, mua vé máy bay, tàu hỏa, thanh toán trong siêu thị .... ), chìa khóa bảo mật ...

Xu hướng phát triển mạng là “tích hợp thoại với dữ liệu” thông qua sự kết nối của mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN), mạng NGN và dữ liệu.

Các mạng thế hệ kế tiếp - NGN dự báo một sự chuyển đổi từ mục tiêu “một mạng, một dịch vụ” sang cung cấp nhiều dịch vụ trên một mạng duy nhất. Dựa trên giao thức

Internet (IP), sự chuyển đổi NGN dựa trên việc mở rộng các mạng băng rộng, thoại qua IP (VoIP) tăng, hội tụ di động cố định và tivi IP (IPTV). Những mạng mới này đang được xây dựng nhờ sử dụng một số công nghệ, bao gồm không dây và di động, sợi quang và cáp,

hoặc nhờ việc nâng cấp thành các đường dây đồng hiện nay. Trong khi đó, một số các nhà

Đề tài KC.01.14/06-10

20

khai thác đang tập trung vào việc nâng cấp các mạng lõi hoặc truyền tải thành NGN, một

số nhà khai thác khách đang đảm bảo các mạng truy nhập của họ có thể đến tận người sử dụng cuối.

Các nhà khai thác điện thoại cố định đang đối mặt với sự cạnh tranh gia tăng từ các

nhà khai thác viễn thông không dây, các nhà cung cấp mạng truyền hình cáp và các nhà cung cấp nội dung Internet lớn với thương hiệu nổi tiếng và vốn lớn. Việc tìm kiếm các luồng doanh thu mới từ gói dịch vụ IPTV ba-trong-một hay bốn-trong-một

(triple/quadruple play), các cuộc gọi thoại và truy nhập Internet băng rộng tốc độ siêu cao đã thúc đẩy việc triển khai các mạng quang gần hộ gia đình và văn phòng hơn. Bên cạnh

đó, các nhà khai thác đang nhanh chóng tìm kiếm doanh thu quảng cáo từ việc lập mạng xã hội, tạo doanh thu từ người sử dụng và các nội dung khác chạy trên các mạng băng rộng tốc độ cao hơn bao giờ hết, công nghệ được gọi là “siêu băng rộng” (Ultra broadband)

hoặc “băng rộng hơn” (broadband). Đồng thời, các nhà khai thác di động đang nâng cấp các mạng của mình để tìm kiếm các doanh thu mới bằng cách cung cấp kết nối không dây đến các ứng dụng chủ yếu là độ rộng băng như truyền hình di động.

Bên cạnh đó, các nhà mạng cũng hướng tới hội tụ dịch vụ viễn thông và truyền

hình. Giải pháp về một hạ tầng tích hợp đa dịch vụ truyền thông cho các cụm dân cư và khu đô thị mới, được xây dựng dựa trên khung tham chiếu , hướng vào các tiện nghi truyền

thông giải trí toàn diện cho các cộng đồng dân cư với các tiêu chuẩn quốc tế và phù hợp với điều kiện Việt Nam.VD: Các dịch vụ truyền thông giải trí nghe nhìn: Truyền hình theo yêu cầu và rạp hát gia đình; Nghe nhạc/ Game theo yêu cầu…Các dịch vụ truyền thông

liên lạc, Internet và truyền số liệu: Chăm sóc sức khoẻ trực tuyến (Home-Care) và e-Learning; Điện thoại truyền hình và chia sẻ dữ liệu băng rộng; Gửi nhận email và duyệt

web qua màn hình TV; Giao dịch thương mại trực tuyến và ngân hàng tại nhà…; Các dịch vụ tự động hoá ngôi nhà, camera giám sát, kết nối thiết bị gia dụng và các dịch vụ ngôi nhà thông minh khác; Cổng tích hợp truyền thông trong gia đình

Xu hướng thuê ngoài (Out-Sourcing) toàn bộ những hoạt động kỹ thuật của mình

để tập trung vào các hoạt động mang lại doanh thu đang là chủ đề được nhiều nhà khai thác quan tâm và ủng hộ. Khi ngành công nghiệp viễn thông chín muồi, các nhà khai thác tiếp

tục tập trung vào tài chính, hỗ trợ việc sử dụng các dịch vụ được quản l ý (Managed Services – MS). Ở nhiều quốc gia, các nhà khai thác sẽ tiếp tục cạnh tranh khốc liệt. Mặc dù sự gia tăng liên tục về chi phí trong những năm gần đây, các nhà khai thác

viễn thông vẫn đang trong giai đoạn đầu của việc sắp xếp và tổ chức so với các nhà khai thác trong nhiều nền công nghiệp mới nổi.

Mức cạnh tranh của một nhà khai thác sẽ tiếp tục dịch chuyển từ quản lý mạng và dịch vụ sang cải tiến và sản phẩm. Truy cập mạng chất lượng sẽ là đòi hỏi đầu tiên đối với

người sử dụng đầu cuối, trong khi các nhà khai thác có thể tự định dạng thông qua giá cước hấp dẫn, cải tiến thiết bị cầm tay và dịch vụ. Sử dụng MS (Managed Services) dẫn tới việc

thay đổi sự chịu trách nhiệm về vai trò trong chuỗi giá trị, giúp các nhà khai thác tập trung tài nguyên vào tạo doanh thu hơn là quản lý mạng

Trong một thế giới mạng truyền thông phức tạp, việc quản lý mạng sẽ tiếp tục gia tăng các nhu cầu về cạnh tranh giữa các nhà khai thác. Sự xuất hiện của các công nghệ mới

và các mạng hội tụ, ví dụ sự xuất các mạng đa truy nhập, sẽ thúc đẩy các nhà khai thác tiếp tục ủng hộ MS. Các nhà khai thác có thể tập trung đẩy mạnh cạnh tranh trong khi có các nhà cung cấp là các chuyên gia trong quản lý các mạng.

Đề tài KC.01.14/06-10

21

Rõ ràng, việc phát triển MS sẽ là xu hướng trong một vài năm tới. Tính phổ biến

ngày càng tăng của MS sẽ thúc đẩy các MSP (Managed Service Provider) đẩy mạnh cạnh tranh và các khả năng liên quan và nhận sự điều phối trong cung cấp dịch vụ. Điều đó dẫn

tới tiết kiệm chi phí hơn và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho nhà khai thác. Nếu nhiều nhà khai thác lựa chọn MS, và với những ưu điểm tiết kiệm chi phí và các nhà khai thác sẽ hướng tới tập trung hơn vào lựa chọn. Do đó, thị trường chín muồi sẽ duy trì sự tăng trưởng của MS

Xu hướng phát triển các ứng dụng dịch vụ được minh họa ở hình vẽ dưới đây:

Hình 1.8: Xu hướng phát triển các ứng dụng dịch vụ

Đề tài KC.01.14/06-10

22

CHƢƠNG 2: MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG

2.1. Giới thiệu chung

Theo ITU: “Băng rộng là hệ thống thông tin hoặc dịch vụ có tốc độ truyền dẫn lớn hơn so với ISDN tốc độ cơ bản” – lớn hơn 1,5 Mb/s (hoặc2 Mb/s).

Theo FCC: “Dịch vụ băng rộng là kết nối số liệu có tốc độ tối thiểu 200kbit/s trên

ít nhất một hướng kết nối: đường lên hoặc đường xuống”. Trên thực tế có hai loại công nghệ truy nhập chính hỗ trợ cho truyền dẫn IP băng

rộng là công nghệ truy nhập băng rộng cố định dựa trên cáp điện thoại (xDSL) và cáp sợi quang (FTTx) và công nghệ truy nhập băng rộng di động.

Các hình vẽ dưới đây mô tả vắn tắt các công nghệ truy nhập cố định và di động được sử dụng chủ yếu hiện nay.

Hình 2.1: Các công nghệ truy nhập băng rộng cố định

Đề tài KC.01.14/06-10

23

Hình 2.2: Các công nghệ truy nhập băng rộng di động

Về cơ bản, các công nghệ truy nhập băng rộng cố định và di động hiện tại đã đáp

ứng cơ bản nhu cầu về băng thông của người sử dụng.

2.2. Công nghệ xDSL (ADSL/ADSL2/ADSL2+/VDSL)

2.2.1. Khái niệm và lịch sử phát triển công nghệ xDSL

Định nghĩa khái niệm ban đầu của xDSL xuất hiện từ năm 1989, từ J.W Lechleider và các kỹ sư thuộc hãng Ballcore. Sự phát triển xDSL bắt đầu ở Đại học Standford và phòng thí nhgiệm AT&T Bell Lab năm 1990. Vào 10/1998 ITU thông qua bộ tiêu chuẩn

xDSL theo khuyến nghị G9221.1 gần giống với khuyến nghị ANSI T1.413. Trong DSL thường được viết xDSL là một họ hay một nhóm công nghệ và tiêu

chuẩn DSL dùng để truyền dữ liệu tốc độ cao trên đôi cáp xoắn. “x” có thể là viết tắt của: H, SH, I, V, A hay RA tuỳ thuộc vào loại dịch vụ sử dụng DSL. Lịch sử phát triển của các công nghệ trong họ được thể hiện trong hình 2.3.

Có thể phân loại xDSL theo đặc tính truyền dẫn giữa hai chiều lên và xuống như sau:

- Truyền dẫn hai chiều đối xứng gồm: HDSL/HDSL2, SHDSL đã được chuẩn hoá và những phiên bản khác như: SDSL, IDSL…

- Truyền dẫn hai chiều không đối xứng gồm ADSL/ADSL. Lite (G.Lite), ADSL2,

ADSL2+ đã được chuẩn hoá và một số tên gọi khác chưa được chuẩn hoá như: RADSL, UADSL, CDSL.

- Công nghệ VDSL, VDSL2 cung cấp cả dịch vụ truyền dẫn đối xứng và không đối xứng. Với một họ các kỹ thuật DSL khác nhau, việc áp dụng chúng sao cho phù hợp và có

hiệu quả cao là một vấn đề cần xem xét. Mỗi loại kỹ thuật có những tính năng, đặc thù và điểm mạnh, điểm yếu riêng. Trong họ xDSL thì các công nghê bất đối xứng như ADSL,

ADSL2, ADSL2+ là những công nghệ được sử dụng nhiều nhất, phổ biến nhất trên thế giới.

Nhận xét đánh giá về đặc điểm của xDSL:

- Xây dựng tính mềm dẻo đủ mức cần thiết để hỗ trợ cho các ứng dụng. Tính mềm dẻo thể hiện ở đây là: Khả năng để hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ, khả năng mở

100m 5km 10km 1000 – 36.000 km

WLAN:

802.11/WiFi

54 Mbps

70 Mbps

WiMAX

GPRS/EDGE/3G/4G

170 kbps/ 384 kbps / 14 Mbps / 100 Mbps

Satellite

155 Mbps

Đề tài KC.01.14/06-10

24

rộng để phát triển từ một vài thuê bao tới hàng ngàn thuê bao, khả năng quản lý tin

cậy mạng điểm - điểm trong việc hỗ trợ những ứng.

Hình 2.3: Lịch sử phát triển của các công nghệ trong họ xDSL

- Cho phép mạng của nhà cung cấp dịch vụ NPS và người sử dụng dịch vụ tận dụng

một số đặc tính của cấu trúc cơ sở hạ tầng hiện nay như những giao thức lớp 2, 3 giống như Frame Relay, ATM và IP và độ tin cậy những dịch vụ mạng. xDSL có

thể triển khai những dịch vụ được dựa trên các gói tin hoặc tế bào giống như Frame Relay, IP hoặc ATM hay trên những dịch vụ kênh đồng bộ bit.

- xDSL đáp ứng được yêu cầu đòi hỏi thời gian thực, tốc độ cao…

Đề tài KC.01.14/06-10

25

- Khả năng xDSL ngày càng phong phú với rất nhiều các phiên bản mới như

ADSL2, HDSL2… - Qua những kết quả nghiên cứu, các nhà cung cấp dịch vụ thừa nhận rằng họ công

nghệ xDSL không phải là thế hệ tương lai của mạng truy nhập mà chỉ là giải pháp hiện tại của truy nhập mạng.

2.2.2. Kiến trúc hệ thống

Hệ thống xDSL bao gồm những thiết bị phía nhà cung cấp dịch vụ, những thiết bị khách hàng, những thiết bị này được nối với nhau thông qua mạch vòng đường dây thuê

bao. Hình 2.4 thể hiện kiến trúc chung của môt hệ thống sử dụng xDSL, hình 2.5 thể hiện chi tiết những thiết bị trong một hệ thống ADSL thông dụng, các công nghệ khác trong có thể được sử dụng với cấu hình tương tự (sự khác biệt chủ yếu là có thể sử dụng bộ lọc hoặc

không tương ứng với việc có sử dụng dịch vụ thoại truyền thống hay không).

Server truy nhập Internet

Server truy nhập Internet

Server truyền hình

theo yêu cầu

Server thông tin

quảng cáo

Nút truy nhập

ADSL1

ADSL N

MUX

CO

ADSL 1

Thuê bao 1

ADSL 1

Thuê bao N

PSTN

PSTN

POTS 1

TCP/IP router

ATM Switch

Hình 2.4: Kiến trúc chung của hệ thống sử dụng họ công nghệ xDSL

- Thiết bị nhà cung cấp dịch vụ kết nối: Gồm có các bộ chia được lắp đặt nơi các

mạch vòng thuê bao kết cuối trên giá phối dây chính MDF, đầu ra có hai đôi dây. Đôi thứ nhất kết nối tới mạng chuyển mạch thoại để cung cấp dịch vụ thoại truyền thống. Đôi dây thứ hai kết nối tới khối kết cuối ADSL trung tâm ATU-C. Để truyền dẫn hiệu quả, các khối

ATU-C được kết hợp với chức năng ghép kênh tạo nên bộ ghép kênh truy nhập DSL là

Đề tài KC.01.14/06-10

26

DSLAM trong tổng đài trung tâm và được kết nối tới mạng các nhà cung cấp dịch vụ thông

qua mạng băng rộng ATM hoặc IP. - Phía khách hàng: Bao gồm các bộ chia được lắp đặt nơi các mạch vòng thuê bao

kết cuối, đầu ra kết nối tới khối kết cuối ADSL đầu xa ATU-R tới đầu cuối khách hàng sử dụng ADSL và một đầu tới đầu cuối khách hàng sử dụng thoại.

- Mạch vòng thuê bao: Là một đôi dây đồng xoắn đôi nối thuê bao và tổng đài trung

tâm. Tuy nhiên, để hệ thống ADSL có thể triển khai được trên thực tế, thì ta phải xem xét được sự tương thích phổ của các dịch vụ ADSL trên mạch vòng thuê bao vì nó ảnh hưởng

sâu sắc tới chất lượng dịch vụ ADSL.

Hình 2.5: Cấu trúc hệ thống ADSL

2.2.3. Các công nghệ trong họ xDSL

HDSL/HDSL 2: Công nghệ đường dây thuê bao số truyền tốc độ dữ liệu cao HDSL sử dụng 2 đôi dây đồng trong đó mỗi đôi dây sử dụng hoàn toàn song công để cung cấp dịch vụ T1 (1,544 Mbps), 2 hoặc 3 đôi dây để cung cấp dịch vụ E1 (2,048 Mbps).

SDSL: Công nghệ DSL một đôi dây truyền đối xứng tốc độ 784 Kbps trên một đôi dây, ghép kênh thoại và số liệu trên cùng một đường dây, sử dụng mã 2B1Q. Công nghệ

này chưa có các tiêu chuẩn thống nhất nên không được phổ biến cho các dịch vụ tốc độ cao. SDSL chỉ được ứng dụng trong việc truy cập trang Web, tải những tệp dữ liệu và thoại đồng thời với tốc độ 128 Kbps với khoảng cách nhỏ hơn 6,7 Km và tốc độ tối đa là 1024

Kbps trong khoảng 3,5 Km.

Đề tài KC.01.14/06-10

27

SHDSL: Là công nghệ kết hợp của HDSL 2 và SDSL với tốc độ thay đổi từ

192Kbps đến 2,134 Mbps, khoảng cách tương ứng với tốc độ tối đa là 2km. Trong thực tế, nó có thể cấu hình ở dạng 2 đôi dây cung cấp tốc độ từ 384Kbps đến 4,264Mbps.

ADSL,ADSL2 và ADSL2+: Công nghệ DSL không đối xứng, ADSL cung cấp tốc độ truyền dẫn không đối xứng lên tới 8 Mb/s luồng xuống và 16- 640 Kb/s luồng lên với khoảng cách truyền dẫn 5km và giảm đi khi tốc độ lên cao. Một dạng ADSL khác gọi là

ADSL “Lite” hay ADSL không sử dụng bộ lọc đã xuất hiện từ đầu năm 1998 chủ yếu cho ứng dụng truy cập Internet tốc độ cao. ADSL2 thêm những cải tiến về điều chế và mã hóa

làm tăng hiệu quả sử dụng băng thông. ADSL2+ mở rộng băng tần cho chiều xuống tới 2.2 Mhz.

ReachDSL là công nghệ DSL đối xứng đáp ứng nhu cầu của thuê bao ở các khoảng

cách xa. Để bổ sung cho công nghệ ADSL tiêu chuẩn (DMT hay G.lite), các sản phẩm ReachDSL cung cấp tốc độ dữ liệu từ 128 Kbps đến 1 Mbps và được thiết kế để làm việc

với điều kiện đường dây và đi dây trong nhà dễ dãi hơn. Một trong các lợi ích của ReachDSL là không cần phải lắp đặt các bộ tách dịch vụ thoại, điều này cho phép khách hàng hoàn toàn có thể tự lắp đặt các bộ lọc. Khác với các hệ thống ADSL có độ dài

vòngthuê bao giới hạn trong khoảng 6 Km kể từ tổng đài, các hệ thống ReachDSL mở rộng dịch vụ đến hơn 6,5Km và hiện nay đã có các đường dây vượt quá 10 Km.

VDSL: Công nghệ DSL tốc độ dữ liệu rất cao là công nghệ phù hợp cho kiến trúc mạng truy nhập sử dụng cáp quang tới cụm dân cư. VDSL truyền tốc độ dữ liệu cao qua các đường dây đồng xoắn đôi ở khoảng cách ngắn. Tốc độ luồng xuống tối đa đạt tới

52Mbps trong chiều dài 300 m. Với tốc độ luồng xuống thấp 1,5 Mbps thì chiều dài cáp đạt tới 3,6 km. Tốc độ luồng lên trong chế độ không đối xứng là 1,6- 2,3 Mbps.

Bảng 2.1: Các công nghệ trong họ xDSL

Công

nghệ

Tốc độ Khoảng cách

truyền dẫn

Số đôi

dây

Ứng dụng

HDSL 1,544Mpbs đối xứng

2,048Mbps đối xứng

3,6 km - 4,5

km

2 đôi

3 đôi

Cấp luồng T1/E1 để truy

xuất WAN, LAN, truy xuất server

HDSL 2 1,544Mpbs đối xứng

2,048Mbps đối xứng

3,6 km - 4,5

km

1 đôi Cấp luồng T1/E1 để truy

xuất WAN, LAN, truy xuất server

SDSL 768Kbps đối xứng

1,544Mbps hoặc 2,048Mbps một chiều

3km 1 đôi Như HDSL nhưng thêm

phần truy xuất đối tượng

SHDSL 5,6Mbps lên/xuống 3km 1, 2 đôi Kết nối server

ADSL 8Mbps xuống,

800Kbps lên

5km (tốc độ

càng cao thì khoảng cách càng ngắn)

1 đôi Truy xuất Internet,

Video theo yêu cầu, tương tác đa phương tiện, truy xuất LAN từ

xa

ADSL2 8Mbps xuống, 1Mbps lên

5km (tốc độ càng cao thì

khoảng cách càng ngắn)

Nhiều đôi dây

Truy xuất Internet, Video theo yêu cầu,

tương tác đa phương tiện, truy xuất LAN từ xa

ADSL2+ 24Mbps xuống, 5km (tốc độ Một hoặc Truy xuất Internet,

Đề tài KC.01.14/06-10

28

1Mbps lên càng cao thì khoảng cách

càng ngắn)

nhiều đôi dây (tới

32 đôi)

Video theo yêu cầu, tương tác đa phương

tiện, truy xuất LAN từ xa

ADSL2-

RE

8Mbps xuống, 1Mbps

lên

5km (tốc độ

càng cao thì khoảng cách

càng ngắn)

Reach

Extende

Truy xuất Internet,

Video theo yêu cầu, tương tác đa phương

tiện, truy xuất LAN từ xa

VDSL 26Mbps đối xứng 13-52Mbps luồng

xuống 1,3-2,3Mbps luồng lên

300m - 1,5km (tùy tốc độ)

1 đôi Như ADSL nhưng thêm HDTV

VDSL2 100Mbps lên/xuống

G.993.2

300m - 1,5km

(tùy tốc độ)

1 đôi Như ADSL nhưng thêm

HDTV

2.3. Công nghệ FTTx

2.3.1. Khái niệm FTTx

FTTx (Fiber To The x) là một kiến trúc mạng trong đó sợi quang được kéo từ các thiết bị chuyển mạch của nhà cung cấp dịch vụ đến các thuê bao. Trong đó, sợi quang có

hoặc không được sử dụng trong tất cả các kết nối từ nhà cung cấp đến khách hàng. Ở đây, “x” được hiểu là một ký hiệu đại diện cho các loại hình mạng khác nhau như FTTH,

FTTC, FTTB, FTTN... Do đó nó có thể thay thế cơ sở hạ tầng cáp đồng hiện tại như dây điện thoại, cáp đồng trục. Đây là một kiến trúc mạng tương đối mới và đang phát triển nhanh chóng bằng cách cung cấp băng thông lớn hơn cho người dùng. Hiện nay, công

nghệ cáp quang có thể cung cấp đường truyền cân bằng lên tới tốc độ 100 Mbps.

Hiện nay FTTx có nhiều các phân loại khác nhau, mỗi cách đều có lịch sử phát

triển của nó. Phân loại FTTx có thể theo chiều dài cáp quang và theo cấu hình. Phân loại theo chiều dài cáp quang

Một cách tổng quan ta có thể nhìn thấy rõ sự phân loại hệ thống mạng FTTx qua

hình 2.6. Như trong định nghĩa ta có các loại FTTH, FTTB, FTTU, FTTE… Điểm khác nhau của các loại hình này là do chiều dài cáp quang từ thiết bị đầu cuối của ISP (OLT)

đến các user. Nếu từ OLT đến ONU (thiết bị đầu cuối phía user) hoàn toàn là cáp quang thì người ta gọi là FTTH/FTTB.

- FTTH (Fiber To The Home): cáp quang chạy đến tận nhà thuê bao.

- FTTB (Fiber To The Building): giống như FTTH nhưng ở đây là kéo đến các tòa nhà cao tầng.

- FTTC (Fiber To The Curb): cáp quang đến một khu vực dân cư. Lúc đó từ ONU đến thuê bao có thể sử dụng cáp đồng. Trong mô hình này, thiết bị đầu cuối phía người sử dụng được bố trí trong các cabin trên đường phố, dây nối tới các thuê bao

vẫn là cáp đồng. FTTC cho phép san xẻ giá thành của một ONU cho một số thuê bao do đó nó có thể hạ thấp được giá thành lắp đặt ban đầu.

Ngoài ra còn có một số loại hình khác như là FTTE (Fiber To The Exchange),

FTTN (Fiber To The Node)…

Đề tài KC.01.14/06-10

29

Hình 2.6: Phân loại mạng FTTx theo chiều dài cáp quang

Phân loại theo cấu hình

Cấu hình Point to Point: là kết nối điểm – điểm, có một kết nối thẳng từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng. Trong hệ thống đường quang trực tiếp mỗi sợi quang sẽ kết nối tới chỉ một khách hàng. Vì sợi quang là sử dụng riêng rẽ, nên cấu hình mạng tương đối

đơn giản đồng thời do băng thông không bị chia sẻ, tốc độ đường truyền có thể lên rất cao. Quá trình truyền dẫn trên cấu trúc P2P cũng rất an toàn do toàn bộ quá trình được thực

hiện chỉ trên một đường truyền vật lý, chỉ có các đầu cuối là phát và thu dữ liệu, không bị lẫn với các khách hàng khác. Tuy nhiên cấu trúc này có một nhược điểm cơ bản mà khó có thể phát triển cho quy mô rộng đó là giá thành đầu tư cho một khách hàng rất cao, hệ thống

sẽ trở lên rất cồng kềnh, khó khăn trong vận hành và bảo dưỡng khi số lượng khách hàng tăng lên.

Cầu hình Point to Multipoints: kết nối điểm – đa điểm, một kết nối từ nhà cung cấp dịch vụ đến nhiều khách hàng thông qua bộ chia splitter. Trong hệ thống này mỗi đường quang đi từ nhà cung cấp dịch vụ được chia sẻ sử dụng chung cho một số khách hàng. Sẽ

có một đường quang đi đến một nhóm khách hàng ở gần nhau về mặt địa lý, tại đây đường quang dùng chung này sẽ được chia tách thành các đường quang riêng biệt đi đến từng

khách hàng. Điều này làm giảm chi phí lắp đặt đường cáp quang và tránh cho hệ thống khi phát triển khỏi cồng kềnh.

2.3.2. Các giải pháp triển khai mạng FTTx

Về mặt kỹ thuật, FTTx có thể sử dụng mạng quang chủ động Active Optical Network (AON) hoặc mạng quang bị động Passive Optical Network (PON). Hai mạng này

được phân biệt với nhau bởi kiến trúc có hay không có sự tham gia của các thành phần tích cực trong tuyến truyền từ tổng đài nhà cung cấp (CO) tới người sử dụng.

2.3.2.1. Mạng quang chủ động AON

Để phân phối tín hiệu, mạng quang chủ động sử dụng các thiết bị cần nguồn điện nuôi để phân tích dữ liệu như một chuyển mạch, router hoặc multiplexer. Dữ liệu từ phía

nhà cung cấp của khách hàng nào sẽ chỉ được chuyển đến khách hàng đó và dữ liệu từ phía

Đề tài KC.01.14/06-10

30

khách hàng sẽ tránh được xung đột khi truyền trên đường vật lý chung bằng việc sử dụng

bộ đệm của các thiết bị chủ động. Từ năm 2007, hầu hết các các hệ thống mạng quang chủ động được gọi là Ethernet

chủ động. Ethernet chủ động sử dụng các chuyển mạch Ethernet quang để phân phối tín hiệu, do đó sẽ kết nối các căn hộ khách hàng với nhà cung cấp thành một hệ thống mạng Ethernet khổng lồ giống như một mạng máy tính thông thường ngoại trừ mục đích của

chúng là kết nối các căn hộ và các tòa nhà với nhà cung cấp dịch vụ. Mỗi tủ chuyển mạch có thể quản lý tới 1.000 khách hàng, thông thường là 400-500 khách hàng. Các thiết bị

chuyển mạch này thực hiện chuyển mạch và định tuyến dựa vào lớp 2 và lớp 3. Một nhược điểm rất lớn của mạng quang chủ động chính là ở thiết bị chuyển mạch.

Với công nghệ hiện tại, thiết bị chuyển mạch bắt buộc phải chuyển tín hiệu quang thành tín

hiệu điện để phân tích thông tin rồi tiếp tục chuyển ngược lại để truyền đi, điều này sẽ làm giảm tốc độ truyền dẫn tối đa có thể trong hệ thống FTTX. Ngoài ra do đây là những

chuyển mạch có tốc độ cao nên các thiết bị này có chi phí đầu tư lớn, không phù hợp với việc triển khai đại trà cho mạng truy cập.

Hình 2.7 dưới đây mô tả kiến trúc mạng quang chủ động AON. Với mô hình cáp

quang chạy đến từng hộ gia đình, một thuê bao của mạng quang chủ động hình cây cách trung tâm điều khiển từ xa tới 20 km sẽ được cấp một đường dây quang riêng đủ để đáp

ứng cho băng thông 2 chiều. Cấu trúc mạng này tương tự như cấu trúc của mạng cáp đồng hiện nay và dễ dàng cho các nhà cung cấp dịch vụ đã có sẵn cơ sở hạ tầng. Mạng quang chủ động được hỗ trợ các chuẩn Ethernet quang và cấu trúc mạng đơn giản và quan trọng

nhất nó rất linh hoạt cho sự tăng trưởng của hệ thống viễn thông trong tương lai. Bởi vì đặc điểm quan trọng của các hệ thống viễn thông là các thiết bị đầu cuối thay đổi rất nhanh

chóng nhưng những cơ sở hạ tầng mạng thì phải tồng tại từ 15 đến 20 năm. Do đó lựa chọn giải pháp nào là điều rất quan trọng đối với các nhà cung cấp dịch vụ cũng như những kỹ sư thiết kế hệ thống mạng.

Hình 2.7: Kiến trúc mạng quang chủ động

Đề tài KC.01.14/06-10

31

2.3.2.2. Mạng quang thụ động PON

Cấu trúc mạng PON cơ bản gồm các thành phần là OLT, splitter quang,

ONU/ONT. OLT chính là thiết bị đầu cuối phía nhà sản xuất, có nhiệm vụ kết nối tất cả các loại dịch vụ lại và truyền tín hiệu thông qua sợi cáp quang. Tín hiệu từ OLT sẽ đến các

splitter quang. Splitter quang được sử dụng để phân chia băng thông từ một sợi duy nhất đến 64 người sử dụng (có thể là 32 hoặc 128, điều đó phụ thuộc vào hệ số chia của splitter) trên một khoảng cách tối đa là 20 km. Để thu được tín hiệu từ OLT, tại phía người sử dụng

cần có các ONU/ONT. Các thiết bị này có nhiệm vụ là biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang. Sự khác biệt rõ nhất giữa ONU và ONT là ONU không cần cấp nguồn còn ONT

cần phải cấp nguồn và chỉ có ONU mới có khả năng hỗ trợ dịch vụ IPTV.

Hình 2.8: Kiến trúc mạng quang thụ động

Trong sơ đồ trên, các thành phần chính của một mạng PON là:

- OLT (Optical Line Terminal): Đây là thiết bị kết cuối kênh quang đặt tại Center

Office. Nó là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống FTTH, cung cấp các giao diện truy nhập PON cho thiết bị ONU phía người sử dụng và các giao diện khác

cho tín hiệu phía uplink.

- ONU (Optical Network Unit): ONU là thiết bị lắp đặt tại phía khách hàng. Nó là điểm cuối của mạng quang FTTH. ONU có nhiệm vụ chuyển tín hiệu quang từ giao

diện PON thành các chuẩn tín hiệu cho các thiết bị mạng, tín hiệu truyền hình, tín hiệu thoại được sử dụng tại thuê bao.

- ONT (Optical Network Terminal): Đây là thiết bị đầu cuối phía người sử dụng, là

Đề tài KC.01.14/06-10

32

điểm cuối cùng của ODN.

- OND (Optical Network Distribution): Hệ thống phân phối cáp quang tính từ sau OLT đến ONU/ONT. Cụ thể, hệ thống phân phối quang OND lại bao gồm các

thành phần sau đây:

o Măng xông quang.

o Dây nhảy quang.

o Hộp phối quang ODF.

o Splitter (bộ chia/ghép quang)

Ở đây bộ chia/ghép quang chính là bộ chia công suất quang (Optical Power Splitter): dùng để chia một tín hiệu quang ở đầu vào thành nhiều tín hiệu ở đầu ra. Các hệ số chia thông thường là 1:4, 1:8… Đây là bộ chia thụ động tức là không phải cấp nguồn.

Suy hao trong bộ chia phụ thuộc vào hệ số chia. Hệ số chia càng lớn thì suy hao càng lớn. Với hệ số chia là 1:2 thì suy hao khoảng 3 dB, với hệ số chia là 1:32 thì suy hao tối thiểu là

15dB. Suy hao này chính là suy hao xen tạo ra bởi sự chưa hoàn hảo trong quá trình xử lý. Hình 2.9 cho biết nguyên lý chung của bộ chia công suất quang. Giả sử tại đầu vào có 3 bước sóng λ1 ở hướng lên, λ2, λ3 ở hướng xuống, với bộ chia công suất có hệ số chia là 1:2

thì đầu ra có 2 cửa ra, một cửa có bước sóng vào là λ2và bước sóng ra là λ1, một cửa khác lại có bước sóng vào là λ3và bước sóng ra là λ1.

Hình 2.9: Bộ chia công suất cao

Các chuẩn mạng PON có thể chia thành 2 nhóm: nhóm 1 bao gồm các chuẩn theo

phương thức ghép kênh TDM PON như là APON, BPON (Broadband PON), EPON (Ethernet PON), GPON (Gigabit PON); nhóm 2 bao gồm chuẩn theo các phương thức truy nhập khác như WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON) và CDMA-PON

(Code Division Multiple Access PON).

Đề tài KC.01.14/06-10

33

2.3.3. Ứng dụng FTTx

Với những tính năng vượt trội của FTTx cho phép sử dụng các dịch vụ này từ một nhà cung cấp duy nhất với một đường dây thuê bao duy nhất. Điều đó tạo nên sự thuận tiện

không chỉ trong việc nhỏ gọn về thiết bị, đường dây, chi phí mà điều quan trọng là nó mang lại chất lượng đường truyền tốt nhất. Công nghệ đáp ứng điều đó được triển khai trên nền mạng FTTx chính là IPTV.

IPTV (Internet Protocol TV) là dịch vụ truyền hình qua kết nối băng rộng dựa trên giao thức Internet. Đây là một trong các dịch vụ Triple - play mà các nhà khai thác dịch vụ

viễn thông đang giới thiệu trên phạm vi toàn thế giới. Hiểu một cách đơn giản, Triple - play là một loại hình dịch vụ tích hợp 3 trong 1: dịch vụ thoại, dữ liệu và video được tích hợp trên nền IP (tiền thân là từ hạ tầng truyền hình cáp). Hãng viễn thông Orange Telecom

(France) khá thành công với gói dịch vụ Orange TV tại Pháp, Hàn Quốc mở rộng IPTV ra cả nước, PCCW thành công với dịch vụ IPTV tại Hồng Kông, Nokia Siemens Networks

triển khai IPTV tại Ba Lan (4/2007)… IPTV đã và đang phát triển với tốc độ rất nhanh. Theo Telecom Asia, số thuê bao IPTV ở riêng khu vực châu Á - Thái Bình Dương sẽ gia tăng 75% mỗi năm, đạt 34,9 triệu thuê bao và doanh thu 7 tỷ USD vào năm 2011. Tại Việt

Nam, IPTV đã trở nên khá gần gũi đối với người sử dụng Internet tại Việt Nam.

Hình 2.10: Ví dụ về dịch vụ IPTV

Để sử dụng dịch vụ IPTV, các user có thể thông qua máy vi tính PC hoặc máy thu

hình phổ thông cộng với hộp phối ghép set topbox. IPTV có 2 đặc điểm cơ bản là: dựa trên nền công nghệ IP và phục vụ theo nhu cầu. Tính tương tác là ưu điểm của IPTV so với hệ thống truyền hình cáp CATV hiện nay vì truyền hình CATV tương tự cũng như CATV số

đều theo phương thức phân chia tần số, định trước thời gian và quảng bá đơn hướng (truyền từ một trung tâm đến các máy tivi thuê bao). Mạng CATV hiện nay chủ yếu dùng

cáp đồng trục hoặc lai ghép cáp đồng trục với cáp quang (HFC) đều phải chiếm dụng tài nguyên băng tần rất rộng. Hơn nữa kỹ thuật ghép nối modem cáp hiện nay đều sản sinh ra tạp âm. So với mạng truyền hình số DTV thì IPTV có nhiều đổi mới về dạng tín hiệu cũng

như phương thức truyền bá nội dung. Trong khi truyền hình số thông qua các menu đã định

Đề tài KC.01.14/06-10

34

trước (thậm chí đã định trước hàng tuần, hoặc hàng tháng) để các user lựa chọn, thì IPTV

có thể đề cao chất lượng phục vụ có tính tương tác và tính tức thời. Người sử dụng (user hoặc viewer) có thể tự do lựa chọn chương trình TV của mạng IP băng rộng. Với ý nghĩa

đúng của phương tiện truyền thông giữa server và user. Ngoài ra còn rất nhiều dịch vụ khác như check mail, lướt Web, chat, game online, xem phim, nghe nhạc trực tuyến, học trực tuyến…

Ngoài ra còn rất nhiều dịch vụ khác như check mail, lướt web, chat, game online, xem phim, nghe nhạc trực tuyến, học trực tuyến… Dưới đây là một vài hình ảnh về dịch vụ

VOD. Hình 2.10 dưới đây mô tả một trong những ứng dụng được triển khai trên nền mạng FTTx. Dịch vụ này cũng đã được FPT thử nghiệm thành công.

2.4. Công nghệ Wifi/Wimax

Chúng ta đã biết đến các công nghệ truy cập Internet phổ biến hiện nay như quay số

qua Modem thoại, hay các đường thuê kênh riêng, hoặc sử dụng các hệ thống vô tuyến như điện thoại di động hay mạng Wi-Fi. Mỗi phương pháp truy nhập có đặc điểm riêng. Đối với Modem thoại thì tốc độ quá thấp, ADSL thì tốc độ có thể lên tới 8Mbps nhưng cần có

đường kết nối riêng thì giá thành đắt mà gặp nhiều khó khăn trong quá trình triển khai đối với những khu vực có địa hình phức tạp. Hệ thống thông tin điện thoại di động hiện nay

cung cấp tốc độ 9.6Kbps thấp so với nhu cầu của người sử dụng, ngay cả với các mạng thế hệ sau GSM như GPRS (2.5G) cho phép truy cập ở tốc độ lên tới 171.2Kb/s hay EDGE khoảng 300-400Kb/s cũng chưa thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng khi sử dụng các dịch

vụ Internet. Hệ thống điện thoại di động tiếp theo 3G thì tốc độ truy cập Internet cũng không vượt qua 2Mb/s. Với Wi-Fi (chính là mạng LAN không dây) chỉ có thể áp dụng cho

các máy tính trao đổi thông tin với khoảng cách ngắn. Với thực tế như vậy, Wimax ra đời nhằm cung cấp một phương tiện truy nhập

Internet không dây tổng hợp có thể thay thế cho ADSL và Wi-Fi. Mô hình phủ sóng của

mạng Wimax tương tự như mạng điện thoại tế bào. Bên cạnh đó, Wimax cũng hoạt động mềm dẻo như Wi-Fi khi truy cập mạng.

Các chuẩn cố định và di động của Wimax đều được sử dụng trong cả băng tần cấp phép và không cấp phép. Tuy nhiên miền tần số cho chuẩn cố định là 2-11GHz trong khi chuẩn di động là dưới 6GHz.

Wimax hỗ trợ cả tầm nhìn thẳng LOS ở phạm vi lên đến 50km và ở tầm nhìn không thẳng NLOS khoảng từ 6-10km cho thiết bị truyền thông cá nhân CPE cố định.

Tốc độ dữ liệu đỉnh cho chuẩn cố định sẽ hỗ trợ lên đến 70Mbps mỗi thuê bao, trong phổ 20MHz nhưng tốc độ dữ liệu tiêu chuẩn sẽ hơn 20-30Mbps. Các ứng dụng di động sẽ cũng được hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh 30Mbps mỗi thuê bao trong phổ 10MHz, tốc

độ tiêu chuẩn 3-5Mbps. Các trạm gốc sẽ hỗ trợ 280Mbps để đáp ứng nhu cầu của hàng ngàn người sử dụng cùng một lúc.

2.4.1. Lịch sử Wimax

Nhóm công tác IEEE 802.16 là nhóm đầu tiên chịu trách nhiệm phát triển chuẩn 802.16 bao gồm giao diện vô tuyến cho truy nhập không dây băng rộng. Hoạt động của

nhóm khởi đầu trong một cuộc họp vào 08/1998. Ban đầu nhóm tập trung vào việc phát triển các chuẩn và giao diện vô tuyến cho băng tần 10-60GHz. Sau đó dự án sửa đổi dẫn

đến việc tán thành chuẩn IEEE 802.16a tập trung vào băng tần 2-11GHz. Các chi tiết kĩ thuật giao diện vô tuyến 802.16a được phê chuẩn cuối cùng vào 01/2003.

Đề tài KC.01.14/06-10

35

ETSI đã đưa ra chuẩn MAN không dây cho băng tần 2-11GHz vào 10/2003 còn

được gọi là HiperMAN. Chuẩn HiperMAN về cơ bản là theo hướng của 802.16. Chuẩn HiperMAN cung cấp việc truyền thông cho mạng không dây trong các băng tần 2-11GHz

ở Châu Âu. Nhóm làm việc HiperMAN tận dụng lược đồ điều chế OFDM FFT 256 điểm. Đó là một trong những lược đồ điều chế được định nghĩa trong chuẩn IEEE 802.16a.

Wimax Forum giữ vai trò liên minh tương tự như sự liên minh Wi-Fi trong WLAN,

hỗ trợ phát triển các sản phẩm MAN vô tuyến dựa trên các chuẩn của IEEE và ETSI. Wimax Forum tin rằng một chuẩn chung cho truy nhập vô tuyến băng rộng (BWA) sẽ làm

giảm chi phí thiết bị và thúc đẩy việc cải thiện hiệu năng. Bên cạnh đó, các nhà khai thác BWA sẽ không bị ràng buộc với một nhà cung cấp thiết bị duy nhất do các trạm gốc BS sẽ tương thích với thiết bị truyền thông cá nhân CPE của nhiều nhà cung cấp. Wimax Forum

ban đầu tập trung vào truyền thông cố định cho dải tần 10-66GHz, việc mở rộng quy mô lớn bắt đầu vào 01/2003 và chuyển sang cả lĩnh vực di động. Wimax dựa trên cơ sở tương

thích toàn cầu được kết hợp bởi các chuẩn IEEE 802.16-2004 và IEEE 802.16e của IEEE và ETSI HiperMAN của ETSI. Trong đó IEEE 802.16-2004 cho cố định và IEEE 802.16e cho dữ liệu di động tốc độ cao.

IEEE 802.16-2004 dựa trên kĩ thuật OFDM và được thiết kế cho các hoạt động trong các băng tần 2-11GHz hỗ trợ các lược đồ điều chế thích ứng và mã hóa. Đây là một

giải pháp không dây cho truy nhập Internet băng rộng cố định, cung cấp sự tương tác, giải pháp phân loại sóng mang cho các thiết bị đầu cuối. Nó có thể được dùng trong các băng tần được cấp phép và không cấp phép.

Các băng tần được cấp phép

2.3GHz (2.3-2.4)

2.5GHz (2.5-2.7)

3.5GHz (3.4-3.7)

Các băng tần không cấp phép

3.5GHz(3.65-3.70)

5.8GHz (5.725-5.85) IEEE 802.16e hoạt động trong băng tần không cấp phép 2.3GHz, 2.5GHz và 3.5GHz.

2.4.2. Kiến trúc WiMAX

Công nghệ Wimax hỗ trợ mạng điểm-đa điểm (PMP) và một dạng của cấu hình

mạng phân tán là mạng lưới MESH.

2.4.2.1. Cấu hình mạng điểm- đa điểm(PMP)

PMP là một mạng truy nhập với một hoặc nhiều BS có công suất lớn và nhiều SS

nhỏ hơn. Người dùng có thể ngay lập tức truy nhập mạng chỉ sau khi lắp đặt thiết bị người dùng. SS có thể sử dụng các anten tính hướng đến các BS, ở các BS có thể có nhiều anten

có hướng tác dụng theo mọi hướng hay một cung. Với cấu hình này trạm gốc BS là điểm trung tâm cho các trạm thuê bao SS. Ở

hướng xuống có thể là quảng bá, đa điểm hay đơn điểm. Kết nối của một SS đến BS được

đặc trưng qua nhận dạng kết nối CID.

Đề tài KC.01.14/06-10

36

Hình 2.11: Cấu hình điểm-đa điểm(PMP)

2.4.2.2. Cấu hình mắt lƣới MESH

Với cấu hình này SS có thể liên lạc trực tiếp với nhau. Trạm gốc Mesh BS kết nối với một mạng ở bên ngoài mạng MESH.

Kiểu MESH khác PMP là trong kiểu PMP các SS chỉ liên hệ với BS và tất cả lưu lượng đi qua BS trong khi trong kiểu MESH tất cả các node có thể liên lạc với mỗi node khác một cách trực tiếp hoặc bằng định tuyến nhiều bước thông qua các SS khác.

Một hệ thống với truy nhập đến một kết nối backhaul được gọi là Mesh BS, trong khi các hệ thống còn lại được gọi là Mesh SS. Dù cho MESH có một hệ thống được gọi là

Mesh BS, hệ thống này cũng phải phối hợp quảng bá với các node khác. Backhaul là các anten điểm-điểm được dùng để kết nối các BS được định vị qua

khoảng cách xa.

Trong kiểu MESH, phân loại QoS được thực hiện trên nền tảng từng gói hơn là được kết hợp với các liên kết như trong kiểu PMP. Do đó chỉ có một liên kết giữa giữa hai

node Mesh liên lạc với nhau.

Hình 2.12: Cấu hình mắt lưới MESH

Đề tài KC.01.14/06-10

37

2.4.3. Tình hình triển khai tại Việt Nam

Đầu năm 2006, Thủ tướng chính phủ cho phép các tổng công ty viễn thông ở Việt Nam: Tổng công ty viễn thông Việt Nam (VNPT), Tổng công ty truyền thông đa phương

tiện (VTC), công ty cổ phần viễn thông FPT Telecom, tổng công ty viễn thông quân đội Viettel triển khai các dịch vụ Wimax.

Hiện nay, tập đoàn bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT) và một số doanh

nghiệp khác đang trong giai đoạn tích cực triển khai thử nghiệm công nghệ Wimax tại Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Bắc Ninh và Lào Cai.

VDC hợp tác cùng Intel khảo sát mặt bằng và lắp đặt thiết bị tại Lào Cai cho hệ thống Wimax cố định, hệ thống thử nghiệm bao gồm một trạm phát sóng BTS và modem không dây tại 20 trạm đầu cuối tiếp nhận dịch vụ được phân bố ở nhiều địa phương. Lễ

công bố giai đoạn thử nghiệm chính thức được tổ chức vào tháng 10/2006. Hai dịch vụ được thử nghiệm đó là Internet băng thông rộng và điện thoại VoIP.

Về phía FPT Telecom, lãnh đạo doanh nghiệp này cho biết, FPT sẽ cung cấp cả hai dạng Mobile Wimax và Fixed Wimax ở các dải tần 2,3 GHz và 3.3 GHz. Hiện nay, FPT đang trong giai đoạn lựa chọn thiết bị, thử nghiệm kỹ thuật và nghiên cứu các dự án tiền

thử nghiệm. Về phía Viettel Internet cho biết họ sẽ thử nghiệm Mobile Wimax bởi vì Fixed đã

được thử nghiệm thành công ở nhiều nước. Bốn nhà cung cấp Việt Nam hiện tại (VNPT, FPT, VTC và Viettel) chỉ đang được

cấp phép thử nghiệm dịch vụ Wimax cố định, trên tần số 3.3GHz đến 3.4GHz. Dự kiến,

trong năm 2007, Bộ BCVT sẽ cấp phép cung cấp dịch vụ Wimax di động. Wimax di động mới là triển vọng lớn nhất của Wimax. Với công nghệ này, người dùng đầu cuối có thể

được sử dụng Internet tốc độ cao lên đến 1Mbps, tại bất kỳ nơi nào trong vùng phủ sóng bán kính rộng nhiều km. Thiết bị đầu cuối của dịch vụ Wimax di động có thể là các card PCMCIA, USB, hoặc đã được tích hợp sẵn vào trong con chip máy tính (kiểu như công

nghệ Centrino của Intel). Hiện nay, tại Việt Nam đang tiến hành dự án thí điểm Fixed Wimax 802.16 - 2004

Rev.d với tần số 3,3 GHz - 3,4 GHz tại Lào Cai do công ty điện toán và truyền số liệu (VDC) hợp tác cùng Cơ quan hợp tác phát triển quốc tế Hoa Kỳ tại Việt Nam (USAID).

Những ứng dụng công nghệ vô tuyến băng rộng thế hệ mới sẽ được cung cấp thí

điểm trong 6 tháng (từ tháng 7 đến tháng 12), trong đó sử dụng một trạm phát chính và khoảng 20 trạm kết nối dân dụng.

Có 18 địa điểm tại Lào Cai được lựa chọn tham gia thử nghiệm gồm 6 trường học, một số cơ sở y tế, điểm bưu điện văn hoá xã, ủy ban xã, doanh nghiệp vừa và nhỏ và mộtgia đình nông dân chưa từng tiếp xúc với công nghệ hiện đại. Các dịch vụ được đưa

vào thử nghiệm là thoại và Internet tốc độ cao. Dự án có tổng chi phí khoảng 500.000 - 600.000 USD, trong đó USAID hỗ trợ

250.000 USD. Theo nhà cung cấp dịch vụ, các chương trình khác cũng đang trong giai đoạn lập kế hoạch sử dụng vệ tinh để kết nối, mở rộng Wimax đến những vùng xa khó đến bằng đường bộ.

Sự hợp tác này là một phần của chương trình băng thông rộng châu Á ABC của Intel. Hãng sẽ cung cấp kiến thức sâu rộng về băng thông rộng vô tuyến, công nghệ silicon

và các dịch vụ công nghệ cho các chính phủ, những nhà quản lý thông tin liên lạc, các cơ quan thuộc lĩnh vực giáo dục, y tế và nông nghiệp cũng như những nhà cung cấp viễn thông nhằm giúp chuẩn bị và thực hiện thử nghiệm công nghệ Wimax. So với công nghệ

hữu tuyến thì mạng vô tuyến có chi phí thấp và xây dựng nhanh hơn, do đó những nhà

Đề tài KC.01.14/06-10

38

cung cấp dịch vụ có thể linh động hơn trong việc mang đến cho các cộng đồng thiếu dịch

vụ này một nền kinh tế tri thức hiện đại toàn cầu với mức chi phí vừa phải. Việc thử nghiệm được tiến hành trên hai lĩnh vực. Truy nhập Internet tốc độ cao

dựa trên mạng Wimax và ứng dụng gọi điện thoại qua giao thức IP.

2.5. Công nghệ HFC

Công nghệ HFC dựa trên công nghệ truyền hình cáp đang tồn tại (TV cáp hay

CATV). Ban đầu hệ thống truyền hình cáp dựa trên phương thức truyền dẫn cáp đồng trục từ MSO tới khách hàng và sử dụng cấu trúc hình cây. Hầu hết các hệ thống này được nâng

cấp thành HFC, khi đó tín hiệu được truyền qua đôi cáp quang tới các nút quang và sau đó được phân phối qua cáp đồng trục tới khách hàng như hình 2.13. Ở Head end, tín hiệu từ các nguồn khác nhau như là các dịch vụ vệ tinh truyền thống, dịch vụ số hoặc tương tự từ

WAN, và các dịch vụ của ISP dùng mạng đường trục riêng, được ghép kênh và chuyển đổi từ tín hiệu điện (tần số vô tuyến) sang tín hiệu quang. Truyền thông 1 hướng trên sợi

quang, mỗi sợi quang trong cặp sợi quang kết nối từ Head end tới nút quang mang lưu lượng 1 chiều theo các hướng ngược nhau. Tín hiệu quang được chuyển đổi lại thành tín hiệu RF ở nút quang và đi qua sợi cáp đồng trục theo chế độ song công. Tín hiệu đi từ

Head end tới nhà khách hàng gọi là tín hiệu chiều xuống. Tín hiệu đi từ khách hành tới Head end gọi là tín hiệu chiều lên.

Hình 2.13: Mạng HFC

Tín hiệu băng rộng phát qua cáp đồng trục khác tín hiệu băng tần cơ sở phát qua đôi dây (ví dụ tín hiệu thoại lên tới 4 kHz). Tín hiệu băng tần cơ sở chỉ truyền đi được vài km. Cáp đồng trục là môi trường truy nhập dùng chung được thiết kế để mang tín hiệu qua

hàng chục km. Tuy nhiên nó được khuếch đại trên đường đi theo cả hai hướng như hình vẽ 2.13. Ở Mỹ, chế độ truyền tin song công được thực hiện bằng cách phát tín hiệu chiều

xuống ở băng tần cao (50 MHz – 860 MHz) và tín hiệu chiều lên ở băng tần thấp (5 MHz – 42 MHz). Tín hiệu chiều xuống bao gồm phổ tần truyền hình cáp tương tự.

Đề tài KC.01.14/06-10

39

Tại nhà khách hàng, bộ giao diện mạng (NIU) còn được gọi là thiết bị giao diện

mạng (NID) là điểm ranh giới phân chia mạng khách hàng và mạng nhà cung cấp d ịch vụ. Tín hiệu analog được phân tách tại NIU: Tín hiệu truyền hình được đưa thẳng tới TV và số

liệu đưa tới modem cáp. Modem cáp chuyển đổi số liệu analog tới đầu ra Ethernet đưa vào máy tính hoặc mạng LAN. Tín hiệu thoại cũng được truyền cùng với video và số liệu ở các vị trí cáp.

Hệ thống băng rộng HFC cùng với modem cáp có thể xử lý số liệu nhanh hơn nhiều modem thoại thông thường hoặc ISDN. So sánh tốc độ truyền dẫn khi phát 1 bản tin

50 KB: modem thoại 28,8 kb/s mất từ 6-8 phút,ISDN 64 kb/s mất từ 1-1,5 phút; modem cáp 10Mb/s chỉ cần xấp xỉ 1 giây. Nhiều thành phần phải được quản lý trong mạng HFC. Đầu tiên hãy xem lại những điểm cơ bản của công nghệ HFC theo quan điểm các chức

năng của các thành phần khác nhau bị quản lý . Công nghệ HFC dựa trên LAN băng rộng (1); phân phối băng thông bất đối xứng để truyền thông 2 hướng (2); kỹ thuật trải phổ tần

số vô tuyến để mang nhiều tín hiệu qua HFC (3) và phân phối phổ tần số vô tuyến để mang các dịch vụ thoại đa phương tiện, truyền hình (video) và truyền thông máy tính (số liệu) (4).

2.5.1. LAN băng rộng

Hình 2.14 vẽ kiến trúc của nhiều modem cáp truyền thông với nhau qua mạng LAN

băng rộng cũng như ra ngoài mạng LAN. Mặc dù các modem chia sẻ chung một đường cáp đồng trục mà trên đó cho phép truyền thông 2 hướng nhưng chúng ta vẫn tách riêng đường xuống, đường lên để trình bày các khái niệm được rõ ràng. Các đường xuống và lên được

phân tách trong phổ tần: Tín hiệu chiều xuống nằm ở băng tần 50 – 860 MHz và tín hiệu chiều lên ở băng tần 5 – 42 MHz. Băng thông một kênh chiều xuống là 6 MHz và băng

thông hướng lên khác nhau tùy vào việc thực thi. Nó trong dải tần 200 kHz tới 3,2 MHz.

Hình 2.14: Mạng LAN băng rộng

Các modem cáp nhận tín hiệu ở băng tần tín hiệu xuống và phát đi ở băng tần tín hiệu lên. Thử dò xem đường đi của một gói tin từ modem cáp A gửi modem cáp B. Đầu tiên bản tin đi qua modem cáp A (vì modem cáp A không thể nhặt tín hiệu từ đường phía

dưới) tới Head end, ở đó nó được chuyển đổi sang băng tần chiều xuống và phát lại. Sau đó, modem cáp A nhận thấy địa chỉ bản tin cho nó từ modem cáp B đến từ chiều xuống

(nằm ở đường trên) và nhặt nó từ mạng LAN. Các thiết bị kết cuối ngăn tín hiệu dội ngược lại ở cuối sợi cáp. Nếu bản tin được phát ra ngoài mạng LAN thì Head end hoạt động như cầu nối hoặc bộ định tuyến định hướng lại gói tin cho phù hợp.

2.5.2. Modem cáp

Modem cáp điều chế và giải điều chế tín hiệu số từ thiết bị khách hàng thành tín

hiệu tần số vô tuyến truyền qua cáp. Các hoạt động tương tự được thực hiện ở thiết bị đầu cuối head-end. Một kênh đơn 6 MHz ở băng thông chiều xuống có thể cung cấp nhiều luồng số liệu. 3 kỹ thuật điều chế khác nhau cung cấp các khả năng khác nhau: Khóa dịch

Đề tài KC.01.14/06-10

40

biên (ASK), khóa dịch tần (FSK) và khóa dịch pha (PSK). Sự biến đổi và kết hợp các kỹ

thuật này được dùng trong công nghệ modem cáp. Trong đó, kỹ thuật điều chế thông dụng nhất được dùng là khóa dịch pha cầu phương (QPSK) và điều chế biên độ cầu phương

(QAM). Để hiểu được sự khác nhau giữa các kỹ thuật điều chế tác động lên các đối tượng của chúng ta cần xem xét lại các sơ đồ mã hóa số - tương tự.

Hình 2.15: Mã hóa Số - Tương tự

Theo Hình 2.15, một tín hiệu số từ máy tính được chuyển thành tín hiệu tương tự qua modem, trong trường hợp này là modem cáp. Tín hiệu tương tự vừa được chuyển đổi

điều chế một sóng mang tần số vô tuyến. Tín hiệu đã điều chế chiếm 1 khoảng băng tần xung quanh tần số sóng mang được ký hiệu là băng thông kênh (channel bandwidth). Ví

dụ, nếu tín hiệu số trong hình 2.5 biến thiên ở tốc độ 1Mb/s, luân phiên giữa 0 và 1, băng tần cơ sở của nó là 1 MHz. Tần số của nó được điều chế với tần số sóng mang 100MHz. Vậy tín hiệu RF đã điều chế sẽ có tần số sóng mang 100MHz và băng thông kênh là

1MHz. Ở đầu thu, modem thu chuyển đổi tín hiệu ngược lại thành khuôn dạng số ban đầu.

Cần hiểu rõ các thuật ngữ truyền dẫn viễn thông được sử dụng trong quản lý và đánh giá modem: tốc độ bít, tốc độ baud, tần số sóng mang và băng thông. Tốc độ bit là số

bit/s truyền qua môi trường. Tốc độ baud là số ký hiệu /s. Tốc độ bit bằng tốc độ baud nhân với số bit/ký hiệu. Trong hình 2.5 tín hiệu số là số nhị phân 0, 1 (nghĩa là 2 mức 21).

Vì vậy số bit/ký hiệu là 1. Trong trường hợp này tốc độ bit và tốc độ ký hiệu là như nhau.

Tín hiệu đầu vào cũng có thể được lượng tử thành nhiều mức, ví dụ 4 mức 22. Khi đó, ta cần 2 bit để biểu diễn một đơn vị tín hiệu (00,01,10,11). Trường hợp này, tốc độ bit

bằng 2 lần tốc độ ký hiệu. Thông tin được truyền đi như là tín hiệu RF số bằng cách điều chế tín hiệu băng tần cơ bản bằng băng tần sóng mang RF. Ví dụ, trong phương pháp điều

chế ASK, tần số sóng mang được bật tắt cho mỗi bit biểu diễn 0, 1.

Băng thông kênh và tốc độ số liệu phụ thuộc vào tốc độ mà đơn vị số liệu thay đổi và kiểu điều chế. Vì vậy, trường hợp nhị phân đơn giản trong hình 2.5, tốc độ bit, tốc độ

baud và băng thông là như nhau. Đối với kỹ thuật điều chế 4 mức, băng thông cần cho điều chế pha và biên độ (là những kỹ thuật được quan tâm ở đây) có thể được hình dung như tần

số tương ứng với tốc độ mà ở đó đơn vị tín hiệu thay đổi (nghĩa là tốc độ baud 106), tốc độ số liệu bằng hai lần tốc độ baud (2 Mb/s).

Trong điều chế QPSK, 4 mức (00,01,10,11) được biểu diễn bởi 4 trạng thái pha (00,

900, 2700, 1800). Vì PSK không nhạy cảm với nhiễu biên độ mở rộng nên nó được dùng nhiều hơn AM cho truyền dẫn số liệu ở tốc độ thấp là nơi nhiễu trội hơn. Vì vậy QPSK là

phương pháp điều chế ưa dùng cho tín hiệu chiều lên như hình 2.4. Một kênh 6 MHz phát tín hiệu điều chế QPSK hỗ trợ tốc độ baud 6x106 và dung lượng tốc độ bit là 12 Mb/s (22

mức hay 2 bit, vì vậy 2x6x106 b/s).

Đề tài KC.01.14/06-10

41

Khóa dịch pha bị hạn chế là khó phát hiện sự dịch pha nhỏ nhưng nó có thể được

kết hợp với điều chế biên độ để tăng số mức tín hiệu. Trong tên gọi của kỹ thuật này, điều chế biên độ cầu phương QAM, chữ cầu phương chỉ ra khả năng phân biệt rõ giữa các mức

và không ngụ ý là 4 mức. Số mức có thể chính là số mức PSK nhân với số mức AM. Vì vậy, ta có thể tạo ra tín hiệu 16 QAM bằng cách kết hợp 8 mức PSK và 2 mức AM hoặc bằng 4 mức PSK và 4 mức AM. Tín hiệu chiều xuống ở băng tần cao hơn và mang nhiều

thông tin hơn tín hiệu chiều lên. Vì tín hiệu chiều xuống sử dụng băng thông rộng hơn và phương thức điều chế băng tần hiệu quả hơn về mặt phổ tần nên nó có dung lượng thông

tin cao hơn. QAM là phương thức điều chế được ưa dùng cho tín hiệu chiều xuống như hình 2.4. Một kênh tín hiệu 6 Mhz sử dụng 16 QAM cần dung lượng kênh 24 Mb/s (24 mức hay 4 bit/ký hiệu). Phương thức mã tương tự - số chi tiết có thể xem thêm trong

[Forouzan B, Coombs CA & Fegan SG].

Khi đối chiếu hình 2.14 và hình 2.15 , ta nhận thấy các tín hiệu trong băng tần lên

và xuống ở các tần số sóng mang khác nhau, vì vậy có thể mang qua cùng môi trường. Các modem cáp phát và lắng nghe các tần số tương ứng trong hoạt động song công.

Bảng 2.2 đưa ra các mẫu tốc độ modem cáp thông dụng. Tất cả các modem cáp trừ

Toshiba chỉ thị tốc độ số liệu bằng b/s còn Toshiba là ký hiệu /s. Nhìn chung, modem cáp có tốc độ xuống là 40 Mb/s và tín hiệu lên là 10 Mb/s.

Upstream Downstream

Toshiba 2.56 Msym/sec 5.36 Msym/sec

RCA DCM105 10 Mbps 38 Mbps

Cisco 10 Mbps 38 Mbps

LANcity 10 Mbps 10 Mbps

Motorola 10 Mbps 40 Mbps

Bảng 2.2: Các loại modem cáp thông dụng

HFC sử dụng cấu hình tựa cây (pseudotree), truyền dẫn chiều lên và xuống được

kiểm soát khác nhau. Tín hiệu chiều xuống trên mỗi kênh RF được phát theo chế độ quảng bá như tín hiệu truyền hình. Tín hiệu chiều lên tại mỗi thiết bị khách hàng phải được kết

hợp bởi thiết bị head end. Các hãng khác nhau dùng các sơ đồ khác nhau để thực hiện truyền dẫn chiều lên sử dụng modem cáp. Nói chung, chúng sử dụng kết hợp bộ ghép kênh TDM và LAN Ethernet. Với cấu hình vật lý hình cây và truy nhập môi trường chia sẻ

(Ethernet), cấu hình cây chiều lên không phải cây thuần túy do vậy ta dùng thuật ngữ cấu hình tựa cây. Hiện nay, tất cả các sơ đồ đều độc quyền vì vậy có vấn đề về khả năng tương

thích.

Khả năng tương thích có thể được đạt được bằng cách chuẩn hóa các đặc tính kỹ thuật hệ thống modem cáp. Nhiều nhóm đang nghiên cứu về đặc tính kỹ thuật tiêu chuẩn

cho các dịch vụ băng rộng qua mạng cáp. Những chuẩn này đang được phát triển bởi hệ thống mạng cáp đa phương tiện (MCNS), Ủy ban khả năng tương thích video/ audio số

(DAVIC), ETF, nhóm làm việc IEEE 802.14 và diễn đàn ATM. Tiêu chuẩn DOCSIS đang được MCNS phát triển là chuẩn công nghiệp. Modem của nhiều hãng đã trải qua các test tính tương thích và chúng sẽ sớm có khả năng tương thích. Vì vậy, chúng ta có thể sẽ mua

modem cáp của bất cứ hãng nào và dùng chúng cho các dịch vụ băng rộng như khi ta mua modem dial-up cho truyền dẫn số liệu dial-up.

Một modem cáp cùng với khối head end có thể kiểm soát lưu lượng số liệu hai chiều qua đường kết nối HFC. Một số modem cáp được thiết kế cho 1 chiều và đường lên qua đường kết nối điện thoại gọi là telco return. Modem cáp kết nối tới PC khách hàng qua

giao diện LAN Ethernet. Tùy thuộc vào modem, giao diện LAN có thể là cho kết nối một PC hoặc cho mạng LAN với nhiều PC. Nhiều hãng modem cáp đưa ra cả hai tùy chọn

Đề tài KC.01.14/06-10

42

Nhờ tiêu chuẩn SNMP trong quản lý mạng, hầu hết các modem cáp có tác nhân

quản lý SNMP nhúng trong chúng, thực hiện chức năng quản lý linh hoạt các modem cáp từ xa. Các công ty nhận linh kiện từ các công ty cung ứng khác quản lý vị trí modem cáp

cho một vài MSO từ các vị trí từ xa.

2.5.3. Hệ thống kết cuối modem cáp

Tất cả các modem cáp kết cuối tại server, gọi là hệ thống kết cuối modem cáp

(CMTS) tại phía head end. Đường kết nối HFC đấu nối modem cáp tới CMTS tại head end. CMTS cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau tới các mạng truy nhập. Nó cũng ghép kênh

và tách kênh các tín hiệu từ modem cáp tới giao diện với mạng ngoài.

Như đề cập trong cấu hình mạng LAN băng rộng, các tần số truyền chiều xuống và chiều lên là khác nhau. CMTS thực hiện việc chuyển đổi tần số. Ví dụ, khi một modem cáp

muốn liên lạc với một modem cáp khác, tín hiệu đi theo luồng lên tới CMTS ở head end. Tín hiệu này được CMTS chuyển đổi sang tần số sóng mang luồng xuống và được truyền

đi ở luồng xuống như bản tin phát quảng bá. Modem cáp đầu thu sẽ nhặt bản tin nà y nhờ đọc địa chỉ đích của bản tin.

Vì vậy, CMTS thực hiện chức năng của bộ định tuyến (ra mạng ngoài) hoặc cầu nối

(nội trong mạng truy nhập). Một số hãng thiết kế các chức năng này trong CMTS. Nhưng chức năng định tuyến cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ định tuyến

ngoài.

CMTS giao tiếp với các hệ thống hỗ trợ điều hành quản lý mạng truy nhập. Nó cũng hỗ trợ các hệ thống điều khiển truy nhập và bảo mật.

2.5.4. Thiết bị HFC

Thiết bị HFC bao gồm nhiều đôi cáp quang kết nối tới các nút quang. Mỗi sợi

quang mang lưu lượng tới 1 nút. Thiết bị head end chuyển đổi thoại, số liệu số, video số và các tín hiệu truyền hình tương tự thành tín hiệu quang và phát chúng tới các nút quang. Mỗi nút quang phục vụ 200 đến 2000 hộ gia đình. Các nút quang được kết nối tới nhà qua

sợi cáp đồng trục đa điểm. Vì tín hiệu bị suy hao và phân tán (về tần số) nên các bộ khuếch đại được đặt trên các sợi cáp đồng trục. Vì cáp đồng trục mang lưu lượng cả hai hướng

(ngược lại với sợi quang chỉ mang lưu lượng theo 1 hướng) nên các bộ khuếch đại cũng phải là khuếch đại 2 hướng (xem hình 2.13). Chúng cho phép các hệ thống cáp đồng trục được mở rộng tới hàng chục km. Đoạn cuối cùng của thiết bị HFC là cáp đồng trục kết nối

tới NIU trong nhà được gọi là tap to TV trong thuật ngữ CATV.

2.5.5. Phổ tần vô tuyến cho modem cáp

Một số thành phần quan trọng trong các dịch vụ băng rộng tới nhà khách hàng là các mặt khác nhau của phân tích phổ tần và sự thiết yếu hợp lý về quản lý phổ tần. Cần cấu

hình bất đối xứng để truyền thông 2 hướng và phân phối băng thông trong hai hướng là khác nhau dựa trên kiểu dịch vụ. Mặc dù phổ tần sử dụng trong HFC lên tới 860 MHz nhưng thường phân phối phổ tần chỉ lên tới 750 MHz. Hình 2.16 đưa ra một ví dụ về phân

chia phổ tần cho các dịch vụ khác nhau trong hướng lên và hướng xuống riêng. Ở hướng lên, tín hiệu được phân phối ở đầu thấp của phổ tần từ 5 MHz tới 42 MHz. Ở hướng xuống,

tín hiệu được phân phối từ 50 MHz tới 750 MHz. Khoảng băng tần bảo vệ từ 42MHz tới 50 MHz (hoặc 54 MHz tùy modem cáp) phân tách các băng tần lên và xuống. Hiện nay, phân phối phổ tần của các hãng sản xuất là khác nhau.

Đề tài KC.01.14/06-10

43

Hình 2.16: Ví dụ về gán tần số RF

Băng tần hướng xuống chứa tín hiệu video analog từ 54 – 550 MHz và phù hợp với yêu cầu của TV hiện nay. Các dịch vụ số liệu số cung cấp các dịch vụ số liệu tới nhà với tốc độ số liệu lên tới 30 Mb/s. Phân biệt giữa phân phối băng thông và tốc độ số liệu là

điều quan trọng. Ví dụ, điều chế QAM có thể tạo 6 bít/ ký hiệu (26=64) và vì vậy băng thông 6 MHz của các kênh cáp thông thường có thể cho tốc độ số liệu 36 Mb/s (6bit/ký

hiệu x 6 MHz). Số liệu số, video số, và các dịch vụ thoại có băng thông phân phối tại cả hai hướng lên và xuống.

Băng thông kênh xuống là 6 MHz và băng thông hướng lên thay đổi tùy theo tốc độ

ký hiệu. Loại modem cáp Toshiba theo tiêu chuẩn DOCSIS đưa ra các băng thông kênh lên từ 200 kHz tới 3,2 MHz sử dụng sơ đồ điều chế QPSK/16 QAM.

Các modem cáp được thiết kế tự động điều chỉnh tới các tần số kênh lên và xuống theo thiết lập ban đầu. Chúng lắng nghe các kênh số liệu hướng xuống phát từ head end và khởi tạo liên lạc với chúng. Head end gán các kênh lên và xuống riêng cho modem cáp.

Hình 2.17: Sơ đồ tổng quan mạng truyền hình cáp HFC của VCTV

Trong điều kiện có nhiễu, modem cáp chuyển mạch động sang các kênh lên và

xuống khác nhau để cải thiện chất lượng dịch vụ. Đặc điểm này được gọi là khả năng

Đề tài KC.01.14/06-10

44

chuyển tần số nhanh (frequency –agile capability) và modem cáp tương ứng được gọi là

modem cáp chuyển tần số nhanh (frequency –agile cable modem).

Hiện tại công nghệ HFC đang được ứng dụng và triển khai trên mạng truyền hình cáp tại Việt Nam như VCTV – Đài Truyền hình Trung ương, BTS – Đài Truyền hình Hà Nội và HTVC – Đài Truyền hình Thành phố Hồ Chí Minh…

Hình vẽ dưới đây mô tả vắn tắt mạng truyền hình cáp của VCTV xây dựng dựa trên

cấu trúc mạng lai ghép quang đồng trục HFC.

Mạng HFC của VCTV gồm 3 phần:

Phần trung tâm: Là nơi tập hợp tất cả các thiết bị đầu cuối phục vụ cho quá trình

thu phát tín hiệu.

Phần truyền dẫn quang: Bao gồm toàn bộ các thiết bị như ODF, Măng sông, cáp

quang, node quang, mux quang,..được sử dụng để truyền tải tín hiệu đi xa. Hệ

thống cáp quang thường có cấu trúc theo các vòng ring để đảm bảo khả năng dự

phòng khi có các sự cố trên đường truyền.

Phần đồng trục và thuê bao: là tập hợp các thiết bị làm việc với tín hiệu RF như

cáp đồng trục, các khuếch đại, hộp Tap, các bộ chia, và các thiết bị đầu cuối thuê

bao.

Để đảm bảo chất lượng kỹ thuật các nguồn tín hiệu truyền dẫn trên mạng cáp cũng như để

thống nhất về tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống HFC, các tiêu chuẩn kỹ thuật cần đáp ứng

là:

* Dải tần 5 862MHz:

+ 5 65 MHz: Truyền từ thuê bao về trung tâm (Return Path).

+ 87 550 MHz: Truyền dẫn tín hiệu tương tự từ trung tâm tới thuê bao.

+ 550 862 MHz: Truyền dẫn tín hiệu số từ trung tâm tới thuê bao.

* Tiêu chuẩn TH tương tự:

+ Hệ truyền hình màu PAL-B/G, băng tần 7/8MHz, hệ tiếng 5,5MHz.

+ Mức tín hiệu tại đầu cuối: 5 dBmV 20 dBmV.

+ Tỷ số tín hiệu/ tạp nhiễu C/N 45 dB.

* Tiêu chuẩn TH số DVB

+ Tốc độ dòng bít mỗi chương trình 2 5 Mbps.

+ Điều chế tín hiệu: 64QAM

+ Mức tín hiệu tại đầu cuối: -15 dBmV 5 dBmV.


Đề tài KC.01.14/06-10

45

CHƢƠNG 3: MẠNG TRUYỀN TẢI BĂNG RỘNG

3.1. Giới thiệu chung

Việc phát minh ra laser của Schawlow và Townes năm 1958 và tiếp theo là cáp sợi quang của Kao và Hockham năm 1965 và cùng với việc thể hiện cáp sợi quang như là một phương tiện truyền thông của Maurer cùng với các cộng sự vào năm 1970 đã mang đến

cho con người một công nghệ nền tảng đủ mạnh, hỗ trợ các yêu cầu truyền thông ở phạm vi quốc gia cũng như trên phạm vi toàn cầu.

Vào cuối thập niên 1970, cáp sợi quang đã bắt đầu thay thế cho cáp đồng trục như là một phương tiện truyền dẫn mới trên các tuyến trung kế của các mạng viễn thông do tính hiệu quả về cả kinh tế lẫn kỹ thuật. Sự ra đời của giao thức TCP/IP vào năm 1983 và

WWW vào năm 1993 khởi đầu cho sự gia tăng lưu lượng truyền dữ liệu trên mạng, và đến năm 2002, lưu lượng dữ liệu đã vượt lưu lượng thoại.

Trong thập kỷ 1985-1995, có bốn sự kiện quan trọng báo trước cho sự phát triển mạnh mẽ của mạng quang, đó là:

1. Khuyếch đại quang

2. Ghép kênh theo bước sóng WDM 3. Bộ kết nối chéo quang (OXC)

4. Sự hội tụ giữa tốc độ dịch vụ và tốc độ truyền tải. Sự hội tụ giữa tốc độ dịch vụ và tốc độ bít bước sóng truyền tải diễn ra vào năm 2000 (Hình vẽ 3.1) tại tốc độ bit 10Gbps mở ra khả năng giao tiếp trực tiếp giữa mạng IP

và mạng truyền tải quang (WDM, OXC). Hình vẽ cũng cho chúng ta thấy được sự hội tụ tại tốc độ 40Gbps vào năm 2005 với sự khả dụng của cả các bộ định tuyến tốc độ cao

40Gbps và hệ thống truyền dẫn DWDM có tốc độ 40Gbps. Khi đó, mỗi một bước sóng sẽ hỗ trợ rất nhiều luồng lưu lượng.

Hình 3.1: Quá trình phát triển của tốc độ dịch vụ và tốc độ truyền tải

Hình vẽ dưới đây chỉ cho chúng ta thấy lộ trình phát triển của cấu trúc và công nghệ mạng sẽ xuất hiện trong mạng truyền tải quang trong thời gian tới đây.

Đề tài KC.01.14/06-10

46

Hình 3.2: Quá trình phát triển của các công nghệ trên mạng truyền tải quang [1a]

Lộ trình tiến đến mạng quang diễn ra khá chậm vào cuối thập niên 90 của thế kỷ trước và bây giờ giai đoạn thực sự đầu tiên được thể hiện thông qua việc triển khai các bộ

xen rẽ quang - ROADMs (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexers) dựa trên chuyển mạch lựa chọn bước sóng đa cổng – MWSS (Multiport Wavelength Selective Switch). Những thiết bị này đều có chức năng OXC.

Hiện tại mạng đang triển khai phổ biến các hệ thống DWDM với tốc độ 10Gbps và được kết nối tới các trung tâm chuyển mạch chính. Các hệ thống DWDM và IP router tốc

độ 40Gbps được triển khai thử nghiệm thành công vào năm 2004. Tuy nhiên, tốc độ này là không đủ cho nhiều ứng dụng mạng trong tương lai gần và người ta có nhiều lý do để tin tưởng rằng tốc độ này sẽ bị vượt qua và tiến đến tốc độ 160Gbps.

Hình vẽ 3.2 cũng chỉ cho chúng ta thấy các giai đoạn có thể tiếp theo trong tiến trình phát triển các công nghệ chuyển mạch trên mạng truyền tải quang. Hình 3.2 (a) giới

thiệu sự chuyển dịch đến mô hình chuyển mạch động, hướng dữ liệu sử dụng cấu trúc ASON- mạng quang chuyển mạch tự động cho phép cung cấp các đường ánh sáng (lighpath) tự động và hỗ trợ NG-SDH/SONET với chuyển mạch kết nối chéo số (DXC –

Digital Cross Connect) hoặc kết nối chéo quang (OXC – Optical Cross Connect) trong mặt phẳng dữ liệu. Hình 3.2 (a) cũng chỉ cho chúng ta thấy rõ sự chuyển dịch lên các cấu trúc

IP/MPLS (IP router) hoặc GMPLS (với chuyển mạch bước sóng OEO hoặc OOO) đã được tiên liệu trước. GMPLS có khả năng hỗ trợ động cho tất cả các mô hình truyền tải: kênh, burst, gói. GMPLS đặc trưng cho một trong số nhiều lựa chọn trong việc xây dựng một

mạng hội tụ mà lõi của nó là mạng đa công nghệ IP/GMPLS/OEO/OOO hỗ trợ cho tất cả các loại dịch vụ khác nhau (thoại, dữ liệu, video).

Gần đây, truyền tải Ethernet dựa trên Ethernet thuần túy hoặc MPLS ngày càng gia tăng và thu hút được sự chú ý trên toàn bộ các lớp của mạng. Ở UK, một số nhà khai thác mạng đã triển khai mạng hội tụ ở phạm vi quốc gia với các phần tử chuyển mạch Ethernet.

Sự chuyển dịch lên chuẩn tốc độ 100 GbE cho thấy tầm quan trọng của công nghệ Ethernet và vai trò chính của nó trong các mạng thế hệ sau NGN.

Đề tài KC.01.14/06-10

47

Hình 3.2 (b) giới thiệu sự chuyển dịch đến thiết kế hướng tới người sử dụng dựa

trên công nghệ chuyển mạch chùm quang OBS với GMPLS (OBS/GMPLS). Và cuối cùng, hình vẽ 3.2 (c) cho chúng ta thấy sự chuyển dịch trong tương lai tới mạng chuyển mạch gói

quang OPS với MPLS đóng vai trò chủ đạo trong mặt phẳng điều khiển.

Tiếp theo đây là sự giới thiệu cụ thể về các công nghệ đã đang và sẽ triển khai ứng dụng trên mạng truyền tải.

3.2. Các công nghệ trên mạng truyền tải

3.2.1. IP

Mạng Internet ngày nay là một mạng truyền thông không thể thiếu được trong xã hội hiện đại. Mạng Internet cho phép kết nối mọi máy tính trên toàn cầu. Mạng Internet

hoạt động dựa trên bộ giao thức TCP/IP. TCP/IP là bộ giao thức cho phép máy tính và người dùng có thể liên lạc với nhau trên mạng. Ưu điểm của Internet là có thể kết nối mọi

máy tính có kích cỡ khác nhau và với mọi phương tiện khác nhau, miễn là máy tính đó có cài bộ giao thức TCP/IP.

TCP/IP là một giao thức kết hợp giữa hai giao thức TCP và IP nhằm quản lý và điều khiển việc trao đổi thông tin giữa các mạng, đảm bảo thông tin từ hệ thống đầu cuối

này đến hệ thống đầu cuối kia chính xác. Ngoài ra giao thức TCP/IP còn dùng để kết nối giữa LAN và WAN hay đóng vai trò là một giao thức cho LAN

Giao thức IP (Internet Protocol - Giao thức Internet) là một giao thức hướng dữ liệu được sử dụng bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữ liệu trong một liên mạng chuyển mạch gói.

Dữ liệu trong một liên mạng IP được gửi theo các khối được gọi là các gói (packet hoặc datagram). Cụ thể, IP không cần thiết lập các đường truyền trước khi một máy chủ gửi các gói tin cho một máy khác mà trước đó nó chưa từng liên lạc với.

Giao thức IP cung cấp một dịch vụ gửi dữ liệu không đảm bảo (còn gọi là cố gắng cao nhất), nghĩa là nó hầu như không đảm bảo gì về gói dữ liệu. Gói dữ liệu có thể đến nơi mà

không còn nguyên vẹn, nó có thể đến không theo thứ tự (so với các gói khác được gửi giữa hai máy nguồn và đích đó), nó có thể bị trùng lặp hoặc bị mất hoàn toàn. Nếu một phần mềm ứng dụng cần được bảo đảm, nó có thể được cung cấp từ nơi khác, thường từ các giao

thức giao vận nằm phía trên IP.

Các thiết bị định tuyến liên mạng chuyển tiếp các gói tin IP qua các mạng tầng liên

kết dữ liệu được kết nối với nhau. Việc không có đảm bảo về gửi dữ liệu có nghĩa rằng các chuyển mạch gói có thiết kế đơn giản hơn. (Lưu ý rằng nếu mạng bỏ gói tin, làm đổi thứ tự hoặc làm hỏng nhiều gói tin, người dùng sẽ thấy hoạt động mạng trở nên kém đi. Hầu hết

các thành phần của mạng đều cố gắng tránh để xảy ra tình trạng đó. Đó là lý do giao thức này còn được gọi là cố gắng cao nhất. Tuy nhiên, khi lỗi xảy ra không thường xuyên sẽ

không có hiệu quả đủ xấu đến mức người dùng nhận thấy được.)

Giao thức IP rất thông dụng trong mạng Internet công cộng ngày nay. Giao thức tầng mạng thông dụng nhất ngày nay là IPv4; đây là giao thức IP phiên bản 4. IPv6 được

đề nghị sẽ kế tiếp IPv4: Internet đang hết dần địa chỉ IPv4, do IPv4 sử dụng 32 bits để đánh địa chỉ (tạo được khoảng 4 tỷ địa chỉ); IPv6 dùng địa chỉ 128 bits, cung cấp tối đa

khoảng 3.4×1038 địa chỉ.

http://vi.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1y_ch%E1%BB%A7

http://vi.wikipedia.org/wiki/Li%C3%AAn_m%E1%BA%A1ng

http://vi.wikipedia.org/wiki/Chuy%E1%BB%83n_m%E1%BA%A1ch_g%C3%B3i

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=G%C3%B3i&action=edit

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%E1%BA%A7n_m%E1%BB%81m_%E1%BB%A9ng_d%E1%BB%A5ng

http://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%E1%BA%A7n_m%E1%BB%81m_%E1%BB%A9ng_d%E1%BB%A5ng

http://vi.wikipedia.org/wiki/Thi%E1%BA%BFt_b%E1%BB%8B_%C4%91%E1%BB%8Bnh_tuy%E1%BA%BFn

http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%A7ng_li%C3%AAn_k%E1%BA%BFt_d%E1%BB%AF_li%E1%BB%87u

http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%A7ng_li%C3%AAn_k%E1%BA%BFt_d%E1%BB%AF_li%E1%BB%87u

http://vi.wikipedia.org/wiki/Internet

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=IPv4&action=edit

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=IPv6&action=edit

Đề tài KC.01.14/06-10

48

3.2.1.1. Khái quát về IPv4

Giao thức IP có chức năng của tầng mạng trong mô hình TCP/IP. Giao thức IP là

giao thức không liên kết (connectionless), nghĩa là không có sự đảm bảo rằng các gói tin gửi đi sẽ đến được tới đích của nó. Ngoài chức năng chọn đường, chức năng quan trọng nhất trên tầng mạng, giao thức IP còn có khả năng tìm lỗi, chia nhỏ các gói tin và lắp ráp

lại chúng, nhằm cho phép truyền thông qua các mạng có kích thước gói tin nhỏ hơn. Giao thức IP là một giao thức rất hiệu quả và được sử dụng nhiều trong các chương trình ứng

dụng.

Giao thức IP được thiết kế để dùng trong các hệ thống các mạng máy tính truyền

thông chuyển mạch gói (packet-switched). Giao thức IP truyền các khối dữ liệu từ một nguồn tới một đích trong đó nguồn và đích là các trạm máy tính được nhận dạng thông qua

các địa chỉ có độ dài cố định. Giao thức IP cũng cho phép việc phân đoạn và lắp ráp lại các gói tin IP có độ dài lớn để cho phép các gói tin này đi qua các mạng máy tính có đơn vị gói tin nhỏ.

Giao thức IP chỉ giới hạn trong việc cung cấp các chức năng cần thiết nhằm truyền các gói bít từ nguồn tới đích trên một hệ thống mạng. Không có cơ chế cho độ tin cậy, điều

khiển luồng (flow control), đánh số thứ tự (sequencing) hay cơ chế truyền lại dữ liệu. Không có cơ chế báo nhận, không có kiểm tra dữ liệu mà chỉ có kiểm tra phần header

thông qua mã kiểm tra checksum. Các lỗi tìm được được thông báo thông qua giao thức thông báo điều khiển liên mạng ICMP (Internet Control Message Protocol).

Giao thức IP cũng cung cấp cho các giao thức tầng trên các kiểu và các chất lượng dịch vụ khác nhau. Nó dùng bốn trường cơ bản để cung cấp các dịch vụ bao gồm: Kiểu

dịch vụ, Thời gian sống, Các lựa chọn và Mã kiểm tra Checksum.

- Kiểu dịch vụ (Type of Service) dùng để chỉ ra chất lượng phục vụ mong muốn. Các

gateway có thể dùng trường này để truyền tham số và ra các quyết định chọn đường cho các gói tin IP.

- Thời gian sống (time to live) là thời gian cho phép một gói tin được tồn tại trong mạng. Nó được gán giá trị bởi nút gửi và sau đó được giảm dần tại mỗi nút trên

đường đi. Nếu giá trị của nó bằng không trước khi nó tới được đích thì gói tin sẽ bị hủy bỏ. Điều này tránh trường hợp một gói tin bị lặp (loop) và tồn tại mãi trong mạng.

- Các lựa chọn cung cấp các chức năng bổ sung trong một số tình huố ng như lựa

chọn bản ghi nhớ đường, nhãn thời gian. Các lựa chọn ít khi được dùng trong hầu hết các trường hợp.

- Mã kiểm tra checksum cho phép kiểm tra đối với các thông tin trong phần header của gói tin IP. Nếu mã kiểm tra bị sai thì tức là phần header bị lỗi và gói tin sẽ bị hủy bỏ. Phần dữ liệu của gói tin không được kiểm tra bằng mã checksum và có thể

có lỗi.

Chức năng của IP

IP là giao thức kết nối không liên kết. Chức năng chủ yếu của IP là cung cấp các

dịch vụ Datagram và các khả năng kết nối các mạng con thành liên mạng để truyền dữ liệu với phương thức chuyển mạch gói IP Datagram, thực hiện tiến trình định địa chỉ và chọn

đường. IP Header được thêm vào đầu các gói tin và được giao thức tầng thấp truyền theo dạng khung dữ liệu (Frame). IP định tuyến các gói tin thông qua liên mạng bằng cách sử dụng các bảng định tuyến động tham chiếu tại mỗi bước nhảy. Xác định tuyến được tiến

Đề tài KC.01.14/06-10

49

hành bằng cách tham khảo thông tin thiết bị mạng vật lý & logic như ARP-giao thức phân

giải địa chỉ. IP thực hiện việc tháo rời và khôi phục các gói tin theo yêu cầu kích thước được định nghĩa cho tầng dưới nó thực hiện. IP kiểm tra lỗi thông tin điều khiển, phần đầu

IP bằng giá trị tổng CheckSum. Tóm lại IP là giao thức cung cấp các chức năng chính sau:

- Định nghĩa cấu trúc các gói dữ liệu là đơn vị cơ sở cho việc truyền dữ liệu trên

Internet.

- Định nghĩa phương thức đánh địa chỉ IP.

- Truyền dữ liệu giữa lớp giao vận và lớp Internet.

- Định tuyến để chuyển các gói dữ liệu trong mạng.

- Thực hiện việc phân mảnh và hợp nhất (Fragmentation-Reassembly) các gói dữ liệu và nhúng/tách chúng trong các frame ở lớp truy nhập mạng.

Địa chỉ IP

Mục đích của giao thức IP là truyền một gói tin qua một tập các mạng liên kết với nhau. Việc truyền thực hiện được bằng việc chuyển các gói tin từ một thực thể trong liên

mạng tới thực thể kia cho tới khi gói tin tới được đích. Thực thể nói ở đây có thể là một trạm máy tính hoặc một gateway. Các gói tin IP được truyền từ thực thể này tới thực thể

kia nhờ vào địa chỉ liên mạng. Do đó một trong những vấn đề quan trọng nhất của giao thức IP là địa chỉ.

Lớp A 0 Địa chỉ mạng (7 bít)

Địa chỉ trạm (24 bít)

Lớp B 1 0 Địa chỉ mạng (14 bít)


Lớp C 1 1 0 Địa chỉ mạng (21 bít)


Lớp D 1 1 1 0 Địa chỉ multicast (28 bít)

Lớp E 1 1 1 1 Chưa sử dụng

(28 bít)

Hình 3.3: Các lớp địa chỉ IP

Địa chỉ IP bao gồm 2 phần: NET ID + HOST ID

- Phần NET ID cho phép định tuyến gói tin đến mạng đích trong môi trường liên

mạng.

32 bít

Đề tài KC.01.14/06-10

50

- Phần HOST ID cho phép định tuyến gói tin đến HOST cụ thể trong 1 mạng.

- Phần NET ID do tổ chức ARIN (American Registry for Internet Numbers) cấp cho

các nhà quản trị mạng.

- Phần HOST ID do nhà quản trị mạng qui hoạch cho các HOST trong mạng của họ.

Địa chỉ IP bao gồm bốn vùng, mỗi vùng một byte ( một byte), chúng được biểu diễn dưới dạng “thập phân có ngăn cách”.Người ta chia thành các lớp địa chỉ IP A, B, C,

D, E. Địa chỉ IP có thể được biểu diễn dưới dạng thập phân, nhị phân hoặc thập lục phân nhưng cách biểu diễn thông dụng nhất là cách biểu diễn bằng thập phân có dấu chấm để

tách các vùng. Ví dụ như địa chỉ: 155.132.150.82.

Sơ đồ địa chỉ hoá để định danh các trạm (Host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ

IP. Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một Host bất kỳ trên liên mạng.

Do tổ chức và độ lớn của các mạng con của liên mạng có thể khác nhau, người ta

chia các địa chỉ IP thành 5 lớp ký hiệu là A, B, C, D, E.

- Các giải địa chỉ lớp A, B, C được sử dụng để gán cho các phần tử môi trường liên mạng

- Giải địa chỉ lớp D sử dụng vào mục đích multicast.

- Giải địa chỉ lớp E sử dụng vào mục đích nghiên cứu.

Các bit đầu tiên của byte đầu tiên được dùng để định danh lớp địa chỉ (0- lớp A, 10 - lớp B, 110 - lớp C, 1110 - lớp D, 11110 - lớp E).

- Địa chỉ lớp A có bit đầu tiên là “0”.Địa chỉ lớp A có subnetmask mặc định là 255.0.0.0.Dải địa chỉ lớp đầu tiên 0.0.0.0 được sử dụng vào mục đích Default network và Default route.Dải địa chỉ cuối cùng 127.0.0.0/8 sử dụng vào mục đích

loopback.Tất cả các địa chỉ IP của lớp A dùng 8 bít đầu tiên để định danh phần mạng của địa chỉ.Ba byte còn lại có thể dùng cho phần host của địa chỉ. Mỗi mạng

dùng một địa chỉ lớp A có thể gán 224 -2 =16.777.214 địa chỉ HOST khả dụng. Các địa chỉ IP lớp A luôn có giá trị nằm trong khoảng từ 0 đến 126 trong byte đầu tiên.

- Địa chỉ lớp B có 2 bit đầu tiên là “10”.Địa chỉ lớp B có subnetmask mặc định là 255.255.0.0. Tất cả các địa chỉ IP của lớp B dùng 16 bít đầu tiên để định danh phần

mạng của địa chỉ. Hai byte còn lại có thể dùng cho phần host của địa chỉ. Mỗi mạng dùng một địa chỉ lớp B có thể gán 216 -2 =65.534 địa chỉ HOST khả dụng. Các địa chỉ IP lớp B luôn có giá trị nằm trong khoảng từ 128 đến 191 trong byte đầu tiên.

- Địa chỉ lớp C có 3 bit đầu tiên là “110”.Địa chỉ lớp C có subnetmask mặc định là

255.255.255.0. Tất cả các địa chỉ IP của lớp B dùng 24 bít đầu tiên để định danh phần mạng của địa chỉ. Byte còn lại có thể dùng cho phần host của địa chỉ. Mỗi mạng dùng một địa chỉ lớp C có thể gán 28 -2 =254 địa chỉ HOST khả dụng. Các

địa chỉ IP lớp C luôn có giá trị nằm trong khoảng từ 192 đến 223 trong byte đầu tiên.

- Lớp D dùng để gửi IP Datagram tới một nhóm các Host trên một mạng. Tất cả các số lớn hơn 233 trong trường đầu là thuộc lớp D.

- Lớp E dự phòng để dùng trong tương lai.

Cấu trúc gói IP

IP là giao thức cung cấp dịch vụ truyền thông theo kiểu “không liên kết”

(Connectionless). Phương thức không liên kết cho phép cặp trạm truyền nhận không cần

Đề tài KC.01.14/06-10

51

phải thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu và do đó không cần phải giải phóng liên kết

khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu nữa. Phương thức kết nối "không liên kết" cho phép thiết kế và thực hiện giao thức trao đổi dữ liệu đơn giản (không có cơ chế phát hiện và

khắc phục lỗi truyền). Cũng chính vì vậy độ tin cậy trao đổi dữ liệu của loạ i giao thức này không cao.

Các gói dữ liệu IP được gọi là các Datagram. Như một frame mạng vật lý, một datagram được chia thành vùng header và vùng dữ liệu. Phần header cũng tương tự frame,

nó chứa địa chỉ nguồn cùng địa chỉ đích và một trường type dùng định danh nội dung của datagram. Sự khác nhau là header của datagram chứa địa chỉ IP còn header của frame chứa địa chỉ vật lý. Hình 3.4 ở trên mô tả dạng tổng quát của một datagram.

Datagram Header Datagram Data

Hình 3.4: Datagram

Nếu địa chỉ IP đích là địa chỉ của một trạm nằm trên cùng một mạng IP với trạm nguồn thì các gói dữ liệu sẽ được chuyển thẳng tới đích, nếu địa chỉ IP đích không nằm

trên cùng một mạng IP với máy nguồn thì các gói dữ liệu sẽ được gửi đến một máy trung chuyển, IP Gateway để chuyển tiếp. IP Gateway là một thiết bị mạng IP đảm nhận việc lưu

chuyển các gói dữ liệu IP giữa hai mạng IP khác nhau. Hình 3.5 mô tả cấu trúc gói dữ liệu IP.

Bít

0-3

Bít

4-7

Bít

8-

10

Bít

11-15

Bít

16-

19

Bít

20-

23

Bít

24-

27

Bít

28-

31

VERS HLEN

TOS Total Length

Identification Flags Fragment Offset

Time To Live Protocol Header Checksum

Source IP Address

Destination IP Address

IP Option Padding

Data

…

Hình 3.5: Cấu trúc gói dữ liệu IP

Trong đó:

- VERS (4 bits): Version hiện hành của IP được cài đặt.Gồm 4 bít, chứa đựng phiên bản của giao thức IP được dùng trong gói tin. Trường này được dùng để kiểm tra xem bên nhận, bên gửi, gateway trung gian có chấp nhận cấu trúc của gói tin hay

không. Tất cả các phần mềm IP đều phải kiểm tra trường này để xem nó có khả năng xử lý được phiên bản này hay không. Nếu như phiên bản của gói tin khác với

phiên bản mà nó có thể xử lý thì chương trình sẽ không xử lý và báo lỗi.

Đề tài KC.01.14/06-10

52

- IHL (4 bits): Độ dài phần tiêu đề (Internet Header Length) của Datagram, tính theo

đơn vị từ (32 bits). Nếu không có trường này thì độ dài mặc định của phần tiêu đề là 5 từ.

- Type of service (8 bits): Trường kiểu dịch vụ cho biết các thông tin về loại dịch vụ và mức ưu tiên của gói IP.

- Total Length (16 bits): Trường tổng độ dài chỉ độ dài toàn bộ Datagram, kể cả phần Header (tính theo đơn vị bytes), vùng dữ liệu của Datagram có thể dài tới 65535

bytes. Trường này gồm 4 bít chỉ ra độ dài của phần header của gói tin tính theo đơn vị số từ 32 bít. Thông thường độ dài của phần header là 20 bytes. Phần header có

độ dài tối thiểu là 5 từ 32 bít.

- Identification (16 bits): Trường nhận dạng 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.

- Flags (3 bits): liên quan đến sự phân đoạn (Fragment) các Datagram.

- Fragment Offset (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 của 64 bits.

- Time To Live (TTL-8 bits): quy định thời gian tồn tại của một gói dữ liệu trên liên

mạng để tránh tình trạng một Datagram bị quẩn trên mạng. Giá trị này được đặt lúc bắt đầu gửi đi và sẽ giảm dần mỗi khi gói dữ liệu được xử lý tại những điểm trên đường đi của gói dữ liệu (thực chất là tại các Router). Nếu giá trị này bằng 0 trước

khi đến được đích, gói dữ liệu sẽ bị huỷ bỏ.

Trường TTL chỉ ra số đơn vị tính bằng giây một gói tin có thể tồn tại trong mạng.

Khi gửi một gói tin đi, bên gửi sẽ gán giá trị này trong mỗi gói tin. Gateway và các trạm xử lý gói tin sẽ giảm trường TTL đi một số thời gian và sẽ loại bỏ gói tin khi giá trị của trường

này bằng 0.

Việc tính toán thời gian cần giảm là tương đối khó khăn. Để đơn giản hóa gateway

sẽ giảm trường TTL đi 1 đơn vị mỗi khi nó xử lý một header của gói tin. Ngoài ra để xử lý trường hợp có sự trễ tại gateway, khi nhận một gói tin nó sẽ ghi lại thời điểm nhận và khi

chuyển gói tin đi nó sẽ ghi lại thời điểm gửi. Gateway sẽ trừ trường TTL đi một giá trị bằng thời gian mà gói tin này ở lại trong gateway.

Khi trường TTL bằng không, gateway sẽ loại bỏ gói tin và gửi thông báo lỗi về cho bên gửi. Việc dùng TTL cho phép loại trừ khả năng một gói tin có thể tồn tại nội trong

mạng ngay cả khi bảng chọn đường của gateway gặp sự cố và gateway gửi gói tin bị lặp trong mạng.

- Protocol (8 bits): chỉ giao thức tầng kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích (hiện tại thường là TCP hoặc UDP được cài đặt trên IP).

- Header Checksum (16 bits): mã kiểm soát lỗi sử dụng phương pháp CRC (Cycle Redundancy Check) dùng để đảm bảo thông tin về gói dữ liệu được truyền đi một

cách chính xác (mặc dù dữ liệu có thể bị lỗi). Nếu như việc kiểm tra này thất bại, gói dữ liệu sẽ bị huỷ bỏ tại nơi xác định được lỗi. Cần chú ý là IP không cung cấp một phương tiện truyền tin cậy bởi nó không cung cấp cho ta một cơ chế để xác

nhận dữ liệu truyền tại điểm nhận hoặc tại những điểm trung gian. Giao thức IP không có cơ chế kiểm soát lỗi (Error Control) cho dữ liệu truyền đi, không có cơ

chế kiểm soát luồng dữ liệu (Flow Control).

Đề tài KC.01.14/06-10

53

- Source Address (32 bits): địa chỉ của trạm nguồn.

- Destination Address (32 bits): địa chỉ của trạm đích.

- Option (có độ dài thay đổi) sử dụng trong một số trường hợp, nhưng thực tế chúng rất ít dùng. Option bao gồm chức năng bảo mật, chức năng định tuyến đặc biệt

- Padding (độ dài thay đổi): vùng đệm, được dùng 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 của 8 bits, tối đa là 65535 bytes.

3.2.1.2. Khái quát về IPv6

Những giới hạn của IPv4

Kể từ khi chính thức được đưa vào sử dụng và định nghĩa trong RFC 791 năm 1981

đến nay, IPv4 đã chứng minh được khả năng dễ triển khai, dễ phối hợp hoạt động và tạo ra sự phát triển bùng nổ của các mạng máy tính. Tuy nhiên, đến thời điểm hiện tại, chính việc

phát triển ồ ạt các ứng dụng và công nghệ cũng như các thiết bị di động khác đã làm bộc lộ những hạn chế của IPv4:

- Thiếu hụt không gian địa chỉ IPv4: Sự tăng nhanh của các host trên mạng đã dẫn

đến tình trạng thiếu địa chỉ IP trầm trọng. Mặc dù đã có nhiều công cụ ra đời để khắc phục tình trạng trên như: kỹ thuật subnetting (1985), kỹ thuật VLSM (1987)

và CIDR (1993). Tuy nhiên, các kỹ thuật nêu trên cũng không thể khắc phục tình trạng thiếu địa chỉ IP cho nhu cầu tương lai. Chỉ có khoảng 4 tỷ địa chỉ IPv4, nhưng khoảng địa chỉ này là không đủ trong tương lai với những thiết bị kết nối vào

Internet và các thiết bị gia đình có thể yêu cầu địa chỉ IP. - Có nhiều bảng định tuyến lớn trên các router backbone: Điều này làm chậm quá

trình xử lý của router và làm giảm tốc độ của mạng. - An ninh mạng: Đã có nhiều giải pháp để khắc phục vấn đề bảo mật trong IPv4 như

IPsec, DES, 3DES… nhưng những giải pháp này đều phải cài đặt thêm vào và có

nhiều phương thức khác nhau đối với mỗi loại chứ không được hỗ trợ trong bản thân giao thức.

- Yêu cầu cấu hình đơn giản: Đa số những vận hành của IPv4 hiện nay đều phải cấu hình bằng tay hay sử dụng một giao thức cấu hình địa chỉ tự động như DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).Tuy nhiên, với sự bùng nổ của Internet

hiện nay, nhiều máy tính và thiết bị sử dụng IP. Điều đó dẫn đến cần có sự cấu hình địa chỉ tự động và đơn giản hơn, và những cài đặt cấu hình không phụ thuộc vào sự

quản lý của một cấu trúc DHCP. - Nhu cầu về các ứng dụng thời gian thực hay vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ

QoS: Các thách thức mới từ việc nảy sinh các dịch vụ viễn thông, các yêu cầu

truyền thời gian thực cho các dịch vụ multimedia, video, âm thanh qua mạng…đã đặt ra việc đảm bảo QoS cho các ứng dụng này. QoS trong IPv4 được xác định

trong trường ToS và phần nhận dạng của tải tin. Tuy nhiên, trường ToS này có ít tính năng.

Những đặc trƣng của IPv6

Từ những hạn chế trên của IPv4, một phiên bản mới của giao thức IP đã được giới

thiệu. Xuất phát điểm của IPv6 có tên gọi là IPng (Internet Protocol Next Generation). Sau đó, IPng được gán với phiên bản 6 và lấy tên chính thức là IPv6. Quan điểm chính khi thiết kế IPv6 là từng bước thay thế IPv4 và không tạo ra sự biến đổi quá lớn với các tầng trên,

dưới. Những đặc trưng của IPv6 bao gồm:

Đề tài KC.01.14/06-10

54

- Khuôn dạng tiêu đề (header) mới: Header của IPv6 được giảm tới mức tối thiểu

bằng việc chuyển tất cả các trường tùy thuộc (Options) và các trường không cần thiết xuống phần header mở rộng nằm ngay sau header IPv6. Việc tổ chức hợp lý

header IPv6 làm tăng hiệu quả xử lý tại các router trung gian. Các header của IPv6 và IPv4 là không tương thích. Một host hay một router phải sử dụng cả IPv6 và IPv4 mới có thể nhận dạng và xử lý các khuôn dạng header khác nhau này. Header

IPv6 mới có kích cỡ chỉ gấp 2 lần header của IPv4, mặc dù số bit trong địa chỉ IPv6 gấp 4 lần số bit trong địa chỉ IPv4.

- Không gian địa chỉ rộng lớn: IPv6 có 128 bit địa chỉ nguồn và đích. Với phạm vi của địa chỉ IPv6, việc cung cấp địa chỉ trở nên thoải mái hơn. Về mặt lý thuyết, 128 bit có thể biểu diễn được 2128 ≈ 3,4.1038 địa chỉ, nhiều hơn địa chỉ IPv4 vào khoảng

8 tỷ tỷ tỷ lần. Số lượng địa chỉ này sẽ đáp ứng được sự bùng nổ của các thiết bị IP trong tương lai.

- Kết cấu địa chỉ và định tuyến được phân cấp, hiệu quả: Địa chỉ IPv6 được thiết kế để tạo ra một kết cấu định tuyến tổng hợp, phân cấp và hiệu quả dựa trên sự phân cấp thành nhiều mức của các nhà cung cấp dịch vụ (ISPs). Nhờ đó, các router

backbone có các bảng định tuyến nhỏ hơn nhiều, tương ứng với kết cấu định tuyến của các nhà cung cấp dịch vụ toàn cầu.

- Tự động cấu hình địa chỉ: Để đơn giản hóa cho việc cấu hình các host, IPv6 không chỉ cung cấp khả năng cấu hình địa chỉ tự động bởi DHCP, mà IPv6 còn đưa thêm khả năng tự động cấu hình địa chỉ khi không có DHCP server. Trong một mạng,

các host trên một liên kết (link) có thể tự động cấu hình địa chỉ của nó bằng cách sử dụng các địa chỉ IPv6 cho link (được gọi là địa chỉ link- local). Ngay cả khi không

có router, các host cũng có thể cấu hình tự động địa chỉ link- local. Các địa chỉ link-local được cấu hình và liên lạc với các node hàng xóm trên liên kết ngay lập tức. Trong khi các host IPv4 sử dụng DHCP phải đợi một thời gian trước khi không cần

đến sự cấu hình DHCP. - Tích hợp bảo mật: IPsec được hỗ trợ ngay trong bản thân IPv6. Yêu cầu bắt buộc

này là một giải pháp tiêu chuẩn cho an ninh mạng. IPsec bao gồm 2 loại tiêu đề mở rộng: Authentication header (AH), Encapsulating Security Payload (ESP) và một giao thức cho truyền thông unicast: giao thức IKE (Internet Key Exchange).

- Hỗ trợ QoS tốt hơn: Những trường mới trong IPv6 header xác định cách thức xử lý và nhận dạng lưu lượng. Trường nhãn luồng (Flow Label) trong IPv6 header cho

phép các router nhận dạng và xử lý riêng biệt với các gói thuộc dòng lưu lượng. Vì lưu lượng được nhận dạng trong IPv6 header, nên QoS vẫn được đảm bảo ngay cả khi những gói tải tin được mã hóa bởi IPsec và ESP.

- Khả năng mở rộng: IPv6 có thể mở rộng một cách dễ dàng cho các chức năng mới bằng cách thêm vào các header mở rộng sau IPv6 header. Không giống như trong

IPv4, phần tùy chọn (options) chỉ có 40 byte. Trong IPv6, kích thước của các header mở rộng chỉ bị hạn chế bởi kích thước của gói tin IPv6.

Địa chỉ IPv6

Đặc điểm dễ nhận ra nhất của IPv6 đó là nó sử dụng một không gian địa chỉ rộng

lớn. Kích thước của địa chỉ IPv6 là 128 bit, gấp 4 lần kích thước của địa chỉ IPv4. Với kích thước địa chỉ là 128 bit, không gian địa chỉ của IPv6 sẽ là 2128, hay 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 ( hay 3.4 x 1038) địa chỉ. Theo tính

toán lý thuyết, ước tính có khoảng 665,570,793,348,866,943,898,599 địa chỉ trên 1m2 bề mặt trái đất (với giả thiết diện tích bề mặt trái đất là 511,263,971,197,990 m2). Đây là một

Đề tài KC.01.14/06-10

55

không gian địa chỉ vô cùng lớn với mục đích không chỉ cho Internet mà còn cho tất cả các

mạng máy tính, hệ thống viễn thông, hệ thống điều khiển và thậm chí cho từng vật dụng trong gia đình. Nhu cầu hiện tại theo ước tính chỉ cần 15% không gian địa chỉ IPv6, còn

85% dự phòng cho tương lai. Như vậy, khả năng hết địa chỉ IPv6 là một điều không tưởng.

Cú pháp địa chỉ IPv6

Như chúng ta đã biết, địa chỉ IPv4 được biểu diễn bởi 4 nhóm số hệ cơ số mười

được ngăn cách nhau bởi dấu chấm (.).Tuy nhiên, với địa chỉ IPv6, chúng ta không thể dùng cách viết này. Địa chỉ IPv6 được chia thành 8 nhóm ở dạng thập lục phân (hexa) ngăn cách nhau bởi dấu hai chấm (:). Ví dụ về dạng chuẩn của một địa chỉ IPv6:

FEDL:BA98:7654:FEDC:BA98:7654:3210:ABCD. IPv6 có 2 nguyên tắc để rút gọn việc ghi địa chỉ: thứ nhất là nó cho phép bỏ các số

0 đứng đầu mỗi nhóm số,ví dụ như viết 0 thay vì viết 0000, viết 6 thay vì viết 0006. Thứ hai là nó cho phép thay thế nhiều nhóm số 0 liên tiếp bằng 2 dấu hai chấm (::).

Ví dụ: một địa chỉ IPv6 khi chưa được rút gọn có dạng sau:

ADBF:0000:0000:0000:0000:000A:00AB:0ACD Sau khi rút gọn theo nguyên tắc thứ nhất, ta được:

ADBF:0:0:0:0:A:AB:ACD Sau khi rút gọn theo nguyên tắc thứ hai ta được: ADBF::A:AB:ACD

Tuy nhiên, nguyên tắc dấu hai chấm kép chỉ có thể được sử dụng một lần trong địa chỉ. Ví dụ 0:0:0:BA98:7654:0:0:0 có thể được viết thành ::BA98L7654:0 :0:0 hoặc

0:0:0:BA98:7654:: nhưng không thể viết là ::BA98:7654:: vì như vậy sẽ gây nhầm lẫn khi dịch ra địa chỉ đầy đủ.

Có một số địa chỉ IPv6 được hình thành bằng cách gắn 96 bit 0 vào trước địa chỉ

IPv4. Như vậy, 6 nhóm số đầu của địa chỉ IPv6 sẽ được gán bằng 0, còn 2 nhóm số còn lại dài 32 bit được ghi theo kiểu địa chỉ IPv4.

Ví dụ: địa chỉ ::10.0.0.1 Ngoài ra, chúng ta còn có thể viết địa chỉ IPv6 theo các tiền tố. Điều này có lợi

trong việc định tuyến. Cụ thể, một địa chỉ IPv6 được theo sau bởi một dấu chéo và một số

thập phân mô tả chiều dài các bit tiền tố. Ví dụ: FEDC:BA98:7600::/40.

Phân loại địa chỉ IPv6

Địa chỉ IPv4 được chia thành 5 lớp: A, B, C, D, E. Còn địa chỉ IPv6 lại chia thành 3

loại chính sau:

Địa chỉ Unicast: Một địa chỉ Unicast nhận dạng một giao diện đơn. Một gói tin có

địa chỉ Unicast sẽ được chuyển đến một giao diện cụ thể.

Địa chỉ Multicast: Một địa chỉ multicast dùng để nhận dạng một nhóm các giáo

diện (thường là những node khác nhau). Một gói tin có địa chỉ multicast sẽ được chuyển đến tất cả các giao diện có gán địa chỉ multicast.

Địa chỉ Anycast: Cũng là địa chỉ dùng để nhận dạng một nhóm các giao diện.

Những gói tin có địa chỉ Anycast sẽ được chuyển đến giao diện đơn gần nhất trong nhóm các giao diện mang địa chỉ Anycast này. Khái niệm gần nhất ở đây dựa trên

khoảng cách gần nhất được xác định thông qua giao thức định tuyến. Địa chỉ anycast được sử dụng để thực hiện 1 chức năng nhất định.

Đề tài KC.01.14/06-10

56

Sự khác nhau giữa địa chỉ Multicast và địa chỉ Anycast ở đây là quá trình chuyển

gói dữ liệu. Các gói mang địa chỉ Multicast sẽ được chuyển đến tất cả các thành viên trong nhóm giao diện thay vì chỉ gửi đến một giao diện gần nhất như trong Anycast. Trong IPv6,

không có loại địa chỉ broadcast như trong IPv4, vì chức năng của loại địa chỉ này được bao gồm trong nhóm địa chỉ multicast.

Tất cả các loại địa chỉ IPv6 được gán cho các giao diện, không gán cho các

node.Một node được nhận dạng bởi bất kỳ địa chỉ unicast nào được gán cho giao diện của node đó.

Cấu trúc của gói IPv6

Một gói IPv6 gồm một tiêu đề IPv6 (header), các tiểu đề mở rộng, và một khối dữ

liệu giao thức lớp cao.

Hình 3.6: Cấu trúc gói IPv6

IPv6 header có kích thước cố định là 40 byte. Với kích thước cố định thì một router có thể xử lý gói tin một cách hiệu quả. IPv6 header lưu các thông tin cần thiết để định

tuyến và phân phát gói tin đến đích. Các header sẽ được xử lý bởi mỗi node trên đường đến đích.

Các header mở rộng có kích thước thay đổi. Một trường Next Header trong IPv6

header biểu thị header mở rộng đầu tiên. Trong mỗi header mở rộng là một trường Next Header kế tiếp khác, biểu thị header mở rộng tiếp theo. Header mở rộng cuối cùng cho biết

header của giao thức lớp trên như TCP, UDP, hay ICMPv6 – đã bao gồm trong đơn vị dữ liệu giao thức lớp trên.

IPv6 header và các header mở rộng thay thế IPv4 header và các tùy chọn của nó.

Khuôn dạng header mở rộng mới cho phép IPv6 tăng cường khả năng hỗ trợ những nhu cầu cho tương lai. Không giống như các tùy chọn (option) trong IPv4 header, các header

mở rộng trong IPv6 không có kích thước giới hạn và có thể mở rộng để cung cấp tất cả dữ liệu mở rộng cần thiết cho truyền thông IPv6

Khối dữ liệu lớp trên (PDU) bao gồm một header giao thức lớp trên và tải tin của

nó (ví dụ như một meassage ICMPv6, một segment TCP, hay một message UDP). Những gói tải tin IPv6 là sự kết hợp của các header mở rộng IPv6 và khối dữ liệu

lớp trên. Thông thường nó có chiều dài 65.535 byte. Những gói IPv6 có tải tin lớn hơn 65.535 byte được gọi là jumbograms cũng có thể được gửi đi.

IPv6 Header

IPv6 header là một phiên bản được tổ chức hợp lý của IPv4 header. Nó loại bỏ những trường không cần thiết hay ít khi sử dụng, và thêm vào một trường cung cấp khả

năng hỗ trợ tốt hơn cho lưu lượng thời gian thực. Cấu trúc cụ thể như sau:

Tiêu đề IPv6 Các tiêu đề mở

rộng

Khối dữ liệu

lớp trên

Tải tin

Gói IPv6

Đề tài KC.01.14/06-10

57

Version 4 bits

Traffic Class 8 bits

Flow Label 20 bits

Payload Length 16 bits

Next Header 8 bits

Hop Limit 8 bits

Source Address

16 octets (128 bits)

Destination Address 16 octets (128 bits)

Hình 3.7: Cấu trúc IPv6 Header

Version: Trường Version chỉ ra phiên bản của IP và được thiết lập là 6. Kích thước

của trường này là 4 bit. Trường này cũng được định nghĩa giống như trong IPv4, giá trị của nó không được sử dụng để chuyển gói tới một lớp giao thức IPv4 hay IPv6. Việc định dạng nó được thực hiện thông qua một trường định dạng giao thức trong header của lớp liên kết.

Traffic Class: Trường Traffic Class biểu thị lớp hay quyền ưu tiên của gói IPv6. Kích thước của trường là 8 bit. Trường này cung cấp chức năng tương tự như trường Type

of Service (ToS) trong IPv4. Flow Label: Trường Flow Label cho biết gói đó thuộc về một chuỗi các gói riêng

biệt giữa nguồn và đích, yêu cầu xử lý riêng biệt bởi các router trung gian. Trường này có

kích thước là 20 bit. Flow label được dùng cho các kết nối không mặc định QoS, như những yêu cầu dữ liệu thời gian thực (voice và video). Với router mặc định, trường Flow

Label được xác lập là 0. Có thể có nhiều luồng lưu lượng giữa một nguồn và một đích. Khi một router xác định dòng lưu lượng lần đầu, nó sẽ nhớ dòng lưu lượng đó cũng như xử lý đặc biệt ứng với lưu lượng này. Khi các lưu lượng khác thuộc dòng này đến, nó sẽ xử lý

nhanh hơn là xử lý từng gói. Payload length: Trường này cho biết độ dài của tải tin IPv6. Kích thước của trường

này là 16 bit. Trường Payload Lengh bao gồm các tiêu đề mở rộng và đơn vị dữ liệu lớp trên. Với 16 bit, một tải tin IPv6 với 65.535 byte có thể được biểu thị. Với những tải tin có độ dài lớn hơn 65.535 byte, trường Payload Lengh được đặt bằng 0 và tùy chọn Jumbo

Payload được sử dụng trong header mở rộng Hop-by-Hop Option. Next Header: Trường Nex header cho biết loại header mở rộng đầu tiên hoặc giao

thức trong đơn vị dữ liệu lớp cao (như TCP, UDP, hay ICMPv6). Trường này có kích thước là 8 bit. Khi biểu thị một giao thức lớp trên, trường Next header sử dụng những giá trị giống như những giá trị được sử dụng trong trường Protocol của IPv4.

Hop Limit: Trường Hop Limit cho biết số lượng liên kết tối đa trên gói IPv6 mà có thể vận chuyển trước khi bị loại bỏ. Kích thước của trường này là 8 b it. Trường Hop Limit

tương tự như trường TTL trong IPv4. Khi Hop Limit bằng 0 tại một router, router sẽ gửi một bản tin ICMPv6 trong thông báo vận chuyển tới nguồn và loại bỏ gói.

Source Address (địa chỉ nguồn): Trường Source Address cho biết địa chỉ IPv6 của

host nguồn. Kích thước của trường này là 128 bit Destination Address (địa chỉ đích): Trường Destination Address cho biết địa chỉ

IPv6 của node đích. Kích thước của trường này là 128 bit.

Đề tài KC.01.14/06-10

58

Ƣu điểm của IP

Một số ưu điểm của giao thức IP được sử dụng rộng rãi trên phạm vi toàn cầu cho

kết nối mạng dữ liệu:

Mạng sử dụng giao thức IP loại bỏ ranh giới giữa dịch vụ số liệu và thoại.

Giao thức IP độc lập với lớp liên kết dữ liệu.

Các mạng IP được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn toàn cầu của IETF.

Phần cứng và phần mềm IP cung cấp độ tin cậy và chất lượng dịch vụ số liệu

cao hơn trước đây.

Hiện nay, nếu nói tới tiêu chuẩn truyền thông phổ biến nhất thì đó chính là giao thức IP. Sự phát triển và phổ biến của IP đã là một thực tế không ai có thể phủ nhận. Hiện

nay lượng dịch vụ lớn nhất trên các mạng đường trục trên thực tế đều là từ IP. Trong công tác tiêu chuẩn hóa các loại kỹ thuật, việc bảo đảm tốt hơn cho IP đã trở thành trọng điểm

của công tác nghiên cứu.

Tuy nhiên công nghệ IP cũng tồn tại một số nhược điểm cần lưu ý, đó là:

Mạng viễn thông sử dụng công nghệ IP tiêu tốn nhiều năng lượng điện. Ở

các nước phát triển như Nhật Bản, lượng điện mà mạng viễn thông tiêu thụ chiếm khoảng 1% tổng sản lượng điện quốc gia.

Hạn chế về thông lượng của các bộ định tuyến IP tạo ra những nút nghẽn cổ chai trên mạng.

Có sự chênh lệch rất lớn về các thuộc tính dịch vụ trên mạng IP. Ví dụ như dịch vụ VoIP là dịch vụ giá trị gia tăng mới, yêu cầu băng thông thấp, tỷ lệ

mất gói ở mức độ vừa phải nhưng có chi phí cho một bit khá cao so với các dịch vụ truyền Video (VoD) yêu cầu chất lượng và băng thông cao.

3.2.2. SDH/NG-SDH

Phân cấp số đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierarchy) là một công nghệ truyền dẫn số đồng bộ được thiết kế cho mạng truyền dẫn đồng bộ. SDH được định nghĩa

bao gồm mô hình mạng, mô hình node mạng, cấu trúc khung tín hiệu, phương thức ghép kênh, phân cấp tốc độ, các tiêu chuẩn giao diện.

SDH được thiết kế để cải thiện các hạn chế của công nghệ ghép kênh cận đồng bộ

PDH bao gồm:

- Khả năng tiêu chuẩn hóa toàn cầu: nhằm đáp ứng cho nhu cầu kết nối liên mạng quốc tế, chuẩn hóa giao diện giữa các lớp mạng và đa dạng hóa nhà cung cấp thiết bị. Công

nghệ SDH được thiết kế với tính tiêu chuẩn hóa cao nhằm giải quyết hạn chế này.

- Khả năng linh hoạt trong việc cấp luồng: việc ghép kênh từng bước của PDH dẫn đến việc phức tạp trong việc cấp luồng. Vì thế cũng dẫn đến sự phức tạp tại từng node

mạng. Cấu trúc ghép linh hoạt của SDH làm cho việc cấp luồng trở nên linh động và thuận lợi, đáp ứng được tốc độ triển khai và độ phức tạp trong yêu cầu cấp kênh.

- Độ an toàn mạng: mạng SDH được thiết kế với các phương thức bảo vệ lưu lượng thông minh.

- Khả năng quản lý: SDH được thiết kế với hệ thống quản lý mạng tập trung, thông

minh, thuận lợi hơn trong công việc phát triển, quản trị, khai thác, bảo trì mạng.

Đề tài KC.01.14/06-10

59

Do các cải thiện trên, công nghệ SDH xuất hiện làm cho hệ thống mạng truyền dẫn

có thể phát triển với quy mô lớn hơn và đáp ứng được các yêu cầu cấp kênh ngày càng phức tạp. Tất nhiên, SDH cũng có nhược điểm như sau:

- Hiệu xuất sử dụng băng thông thấp: tỷ lệ thông tin cần truyền so với cấu trúc khung

thấp hơn PDH. Nguyên nhân kích thước mào đầu của SDH lớn.

- Cơ chế hiệu chỉnh con trỏ phức tạp: cơ chế con trỏ được thiết kế nhằm mục đích có thể ghép xen và trích xuất luồng thông tin linh hoạt. Tuy nhiên, cơ chế con trỏ này làm

tăng độ phức tạp hệ thống. Việc hiệu chỉnh con trỏ tạo ra một loại rung pha (jitter) trong hệ thống. Loại jitter này thường xảy ra ở biên mạng SDH. Do có tần số thấp và biên độ lớn nên nó ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng luồng nhánh và rất khó lọc bỏ.

- Hàm lượng sử dụng phần mềm lớn: hệ thống SDH là một hệ thống thông minh hơn.

Và cũng do đó, hàm lượng phần mềm sử dụng lớn hơn. Như phần điều khiển trong thiết bị và phần mềm hệ thống quản lý mạng, quản lý phần tử. Vì thế, SDH yêu cầu cao về an ninh

mạng.

Công nghệ SDH được xây dựng trên cơ sở hệ thống phân cấp ghép kênh đồng bộ TDM với cấu trúc phân cấp ghép kênh STM-N cho phép cung cấp các giao diện truyền dẫn với tốc độ lên từ vài Mbits/s tới vài Gigabits/s.

Đặc tính ghép kênh TDM và phân cấp ghép kênh đồng bộ của công nghệ SDH cho phép cung cấp các kênh truyền dẫn có băng thông cố định với độ tin cậy cao bằng việc áp

dụng các cơ chế phục hồi và bảo vệ, cơ chế quản lý hệ thống. Từ trước tới nay công nghệ truyền dẫn SDH được xây dựng chủ yếu cho việc yếu cho việc tối ưu truyền tải lưu lượng thoại. Tuy nhiên, trong những năm gần đây thì nhu cầu

sử dụng các loại hình dịch vụ truyền dữ liệu tăng lên rất nhiều và có xu hướng chuyển dần lưu lượng của các dịch vụ thoại sang truyền tải theo các giao thức truyền dữ liệu (ví dụ như

dịch vụ thoại qua IP (VoIP)… Trong khi đó, các cơ sở hạ tầng mạng SDH hiện có khó có khả năng đáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng gia tăng trong tương lai gần. Do vậy yêu cầu đặt ra là cần phải có một cơ sở hạ tầng truyền tải mới để có thể đồng thời truyền tải

trên nó lưu lượng của hệ thống SDH hiện có và lưu lượng của các loại hình dịch vụ mới khi chúng được triển khai. Đó chính là lý do của việc hình thành một hướng mới của công

nghệ SDH, đó là SDH thế hệ kế tiếp NG-SDH. Công nghệ NG-SDH được tập hợp chung trong một khái niệm đó là truyền dữ liệu qua mạng SDH DoS (Data over SDH). DoS là cơ cấu truyền tải lưu lượng cung cấp một số

chức năng và các giao diện nhằm mục đích tăng hiệu quả của việc truyền dữ liệu qua mạng SDH. Mục tiêu quan trọng nhất mà các hướng công nghệ nói trên cần phải thực hiện được

đó là phối hợp hỗ trợ lẫn nhau để thực hiện chức năng cài đặt/chỉ định băng thông cho các dịch vụ một cách hiệu quả mà không ảnh hưởng tới lưu lượng đang được truyền qua mạng SDH hiện tại… Thêm vào đó, NG-SDH cung cấp chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ

QoS với mức độ chấp nhận nào đó cho các loại hình dịch vụ mới; mềm dẻo và linh hoạt trong việc hỗ trợ truyền tải lưu lượng truyền tải bởi các giao thức khác nhau qua mạng.

Cơ cấu của DoS bao gồm 3 giao thức chính: Thủ tục đóng khung tổng quát GFP (Generic Framing Procedure); Kỹ thuật liên kết chuỗi ảo VC (Virtual Concatenation) và cơ cấu điều chỉnh dung lượng đường thông LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme). Cả 3

giao thức này đã được ITU-T chuẩn hoá lần lượt bởi các tiêu chuẩn G.7041/Y.1303, G.707, G.7042/Y.1305.

Giao thức GFP cung cấp thủ tục đóng gói khung dữ liệu cho các dạng lưu lượng khác nhau (Ethernet, IP/PPP, RPR, kênh quang..) vào các phương tiện truyền dẫn TDM như là SDH hoặc hệ thống truyền tải quang OTN (optical transport network).

Đề tài KC.01.14/06-10

60

Giao thức VC cung cấp những thủ tục cài đặt băng thông cho kênh kết nối mềm

dẻo hơn so với những thủ tục áp dụng trong hệ thống truyền dẫn TDM trước đó. Giao thức LCAS cung cấp thủ tục báo hiệu đầu cuối tới đầu cuối để thực hiện chức

năng điều chỉnh động dung lượng băng thông cho các kết nối khi sử dụng VC trong kết nối SDH. Ƣu điểm của công nghệ SDH/NG-SDH

Cung cấp các kết nối có băng thông cố định cho khách hàng

Độ tin cậy của kênh truyền dẫn cao, trễ truyền tải thông tin nhỏ.

Các giao diện truyền dẫn đã được chuẩn hóa và tương thích với nhiều thiết bị trên mạng.

Thuận tiện cho kết nối truyền dẫn điểm -điểm

Quản lý dễ dàng

Công nghệ đã được chuẩn hóa

Thiết bị đã được triển khai rộng rãi

Nhƣợc điểm của công nghệ SDH/NG-SDH

Công nghệ SDH được xây dựng nhằm mục đích tối ưu cho truyền tải lưu lượng

chuyển mạch kênh, không phù hợp với truyền tải lưu lượng chuyển mạch gói.

Do cấu trúc ghép kênh phân cấp nên cần nhiều cấp thiết bị để ghép tách, phân chia

giao diện đến khách hàng.

Khả năng nâng cấp không linh hoạt và giá thành nâng cấp là tương đối đắt.

Không phù hợp với tổ chức mạng theo cấu trúc Mesh.

Khó triển khai các dịch vụ ứng dụng Multicast

Dung lượng băng thông giành cho bảo vệ và phục hồi lớn

Phương thức cung cấp kết nối phức tạp, thời gian cung ứng kết nối dài

3.2.3. WDM

Sự phát triển nhanh chóng của các mô hình truyền số liệu, đặc biệt là Internet đã làm bùng nổ nhu cầu tăng băng thông. Trong bối cảnh IP đang nổi lên như là nền tảng chung của mọi loại hình dịch vụ trong tương lai, các nhà cung cấp dịch vụ truyền dẫn bắt

buộc phải xem xét lại phương thức truyền dẫn TDM truyền thống, vốn tối ưu cho truyền thoại nhưng lại kém hiệu quả trong việc tận dụng băng thông. Công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing) có thể ghép thêm nhiều bước sóng

để có thể truyền trên một sợi quang, không cần tăng tốc độ truyền dẫn trên một bước sóng (Hình 3.8). Ở đầu phát, nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp lại (ghép

kênh) để truyền đi trên một sợi quang. Ở đầu thu, tín hiệu tổ hợp đó được phân giải ra (tách kênh), khôi phục lại tín hiệu gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau.

Hình 3.8: Mô hình kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng

Sợi quang OD

M

U

X

O

M

U

X

I1(1)

In(n)

O1(1)

On(n) O(1,...,n) I(1,...,n)

I2(2) O2(2)

Đề tài KC.01.14/06-10

61

Công nghệ WDM khai thác băng thông truyền dẫn lớn gần như vô hạn của sợi

quang. Công nghệ này cho phép mỗi sợi quang có thể truyền dẫn nhiều tín hiệu quang, các tín hiệu tương ứng ở các bước sóng khác nhau. Theo đó ta có thể hiểu WDM biến đổi một

sợi quang thành nhiều sợi ảo. Sử dụng công nghệ WDM cho phép duy trì tốc độ thấp ở mỗi bước sóng trong khi vẫn đảm bảo tốc độ luồng tổng ở mức rất cao.

Cách tiếp cận công nghệ này là một giải pháp khả thi để xây dựng các hệ thống lên

tới tốc độ 40 Gbps và cao hơn nữa mà các hệ thống TDM hiện nay không thể thực hiện được. Các hệ thống WDM sẽ làm giảm số lượng các bộ tái tạo, khuếch đại tín hiệu trên

đường truyền và bởi vậy sẽ giảm được đáng kể giá thành hệ thống. Để so sánh ta xét một hệ thống truyền dẫn tốc độ 40 Gbps trên khoảng cách 600 km. Với hệ thống truyền thống, cần sử dụng 16 cặp sợi quang với các bộ phát lặp được ấn định sau mỗi 35 km tổng cộng

272 bộ. Khi sử dụng hệ thống WDM 16 bước sóng, mỗi bước sóng có tốc độ truyền 2.5 Gbps, chỉ sử dụng một cặp sợi quang và 4 bộ khuếch đại được đặt sau mỗi 120 km trên

toàn tuyến 600 km.

Công nghệ WDM có thể mang đến giải pháp hoàn thiện nhất trong điều kiện công nghệ hiện tại. Nó vẫn giữ tốc độ xử lý của các linh kiện điện tử ở mức 10 Gbps, bảo đảm

thích hợp với sợi quang hiện tại. Thay vào đó, công nghệ WDM tăng băng thông bằng cách tận dụng cửa sổ làm việc của sợi quang trong khoảng bước sóng 1260 nm đến 1675 nm.

Ban đầu, hệ thống WDM hoạt động ở băng C (do EDFA hoạt động trong khoảng băng sóng này). Về sau, EDFA có khả năng hoạt động ở cả băng C và băng L nên hệ thống WDM hiện tại dùng EDFA có thể hoạt động ở cả băng C và băng L. Nếu theo chuẩn ITU-

T, xét khoảng cách giữa các kênh bước sóng là 100 GHz (đảm bảo khả năng chống xuyên nhiễu kênh trong điều kiện công nghệ hiện tại), sẽ có 32 kênh bước sóng hoạt động trên

mỗi băng. Như vậy, nếu vẫn giữ nguyên tốc độ bit trên mỗi kênh truyền, dùng công nghệ WDM cũng đủ làm tăng băng thông truyền trên một sợi quang lên 64 lần!

Các hệ thống WDM được phân loại theo mật độ của các bước sóng được ghép ta có

hệ ghép kênh mật độ thấp (CWDM) hay hệ ghép kênh mật độ cao (DWDM), tuỳ theo khoảng trống giữa các bước sóng. Các thế hệ hệ thống DWDM tiên tiến có thể ghép nhiều

bước sóng hơn do đó trên một liên kết quang sẽ truyền nhiều kênh thông tin hơn.

Giải pháp truyền dẫn kết hợp kỹ thuật WDM và TDM cho phép nâng hiệu suất sử dụng băng tần sợi quang và dung lượng hệ thống lên rất cao, có thể đáp ứng được nhu cầu

về băng tần của hệ thống hiện tại cũng như trong tương lai với hiệu quả cao. Do đó công nghệ ghép kênh theo bước sóng (WDM) đã trở thành một trong những nhân tố chính góp

phần đáp ứng sự đòi hỏi ngày càng lớn về băng tần của các dịch vụ mạng và được sử dụng làm công nghệ mạng truyền dẫn chủ yếu của các quốc gia trên thế giới.

Đề tài KC.01.14/06-10

62

Hình 3.9: Mô hình tổng quan mạng áp dụng công nghệ WDM

Xu hƣớng tích hợp công nghệ IP over WDM

Mạng IP/WDM được thiết kế truyền lưu lượng IP trong mạng cáp quang để khai thác tối đa ưu điểm về khả năng đấu nối đa năng đối với mạng IP và dung lượng băng thông rộng của mạng WDM.

IP

WDM

SONET/SDH

ATM IP/MPLS

WDM

SONET/SDH

WDM

IP/MPLS

Hình 3.10: Ba giải pháp IP over WDM

Giải pháp thứ nhất là truyền IP trên ATM (IP over ATM), sau đó trên SONET/SDH

và mạng quang WDM. Đối với giải pháp này, WDM được sử dụng như công nghệ truyền song song trên lớp vật lý. Ưu điểm của giải pháp này là sử dụng ATM có khả năng truyền

nhiều loại tín hiệu khác nhau trong cùng đường truyền với yêu cầu chất lượng dịch vụ khác nhau. Một ưu điểm khác khi sử dụng ATM là tính mềm dẻo khi cung cấp dịch vụ mạng. Tuy nhiên giải pháp này rất phức tạp, quản lý và điều khiển IP over ATM phức tạp hơn so

với quản lý và điều khiển IP qua mạng thuê riêng (IP - Leased line). ATM sử dụng công nghệ chuyển mạch tế bào. Tế bào ATM có độ dài cố định 53 byte, trong đó có 5 byte mào

đầu và 48 byte số liệu. Số liệu được gói hoá thành các tế bào để truyền và tái hợp ở đích. Lớp phụ (Sublayer) ATM SAR (phân mảnh và tái hợp) thực hiện chức năng đóng gói này. Từ OC-48 trở lên thực hiện SAR rất khó khăn. Lớp ATM ở giữa lớp IP và lớp WDM

dường như không cần thiết.

Giải pháp thứ hai là IP/MPLS over SONET/SDH và WDM. Công nghệ

SONET/SDH có một số ưu điểm sau: Thứ nhất, SONET/SDH có cấu trúc tách ghép tín hiệu quang tiêu chuẩn, nhờ đó tín hiệu tốc độ thấp có thể ghép, tách thành tín hiệu có tốc

Đề tài KC.01.14/06-10

63

độ cao. Thứ hai, SONET/SDH cung cấp khung truyền chuẩn. Thứ ba, mạng SONET/SDH

có khả năng bảo vệ, khôi phục, nhờ đó tín hiệu được truyền trong suốt tới lớp cao hơn (như lớp IP). Mạng SONET/SDH thường sử dụng cấu hình mạng vòng (Ring). Một số cấu hình

bảo vệ có thể sử dụng là:

- Cấu hình 1+1 có nghĩa là số liệu được truyền trên hai đường trong hai hướng ngược nhau, tín hiệu có chất lượng tốt hơn sẽ được chọn ở đích.

- Cấu hình 1:1 có nghĩa là đường dự phòng tách biệt đối với đường hoạt động.

- Cấu hình N :1 có nghĩa là N đường hoạt động sử dụng chung và có một đường dự

phòng.

Khai thác, quản lý, bảo dưỡng (OAM&P) là tính năng nổi bật của mạng SONET/SDH để truyền cảnh báo, điều khiển, các thông tin về chất lượng ở cả mức hệ

thống và mức mạng. Tuy nhiên SONET/SDH mang số lượng thông tin mào đầu đáng kể, thông tin mào đầu này được mã hoá ở nhiều mức. Mào đầu đoạn POH được truyền từ đầu

cuối tới đầu cuối. Mào đầu đường LOH được sử dụng cho tín hiệu giữa các thiết bị đầu cuối như các bộ tách ghép kênh OC-n (STM-n). Mào đầu phân đoạn SOH được sử dụng để thông tin giữa các phần tử mạng lân cận như các bộ lặp. Đối với tín hiệu OC-1 có tốc độ

truyền 51.84Mb/s, tải của nó là đường truyền DS-3 chỉ có tốc độ 44.736Mb/s.

Giải pháp thứ ba IP/WDM sử dụng IP/MPLS trực tiếp trên WDM. Đây là giải pháp

hiệu quả nhất trong ba giải pháp. Tuy nhiên nó yêu cầu lớp IP phải kiểm tra đường bảo vệ và khôi phục. Nó cũng cần dạng khung đơn giản để xử lý lỗi đường truyền. Có nhiều dạng khung IP over WDM. Một số công ty đã phát triển tiêu chuẩn khung mới như Slim

SONET/SDH. Dạng khung này có chức năng tương tự như SONET/SDH nhưng với kỹ thuật mới hơn khi thay thế mào đầu và tương thích kích thước khung với kích thước gói.

Một dạng khung khác Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet được thiết kế đặc biệt cho hệ thống ghép bước sóng quang mật độ cao DWDM. Sử dụng dạng khung Ethernet, kết nối Ethernet không cần thiết phải ghép tín hiệu sang dạng giao thức khác (như ATM) để truyền

dẫn.

Ƣu điểm của công nghệ WDM :

Tăng băng thông truyền trên sợi quang số lần tương ứng số bước sóng được ghép vào để truyền trên một sợi quang. Cung cấp các hệ thống truyền tải quang có dung lượng lớn, đáp ứng được các yêu cầu bùng nổ lưu lượng của các loại hình dịch vụ.

Tính trong suốt: Do công nghệ WDM thuộc kiến trúc lớp mạng vật lý nên nó có thể hỗ trợ các định dạng số liệu và thoại như: ATM, Gigabit Ethernet, ESCON, chuyển

mạch kênh, IP ...

Nâng cao năng lực truyền dẫn các sợi quang, tận dụng khả năng truyền tải của hệ thống cáp quang đã được xây dựng

Khả năng mở rộng: Những tiến bộ trong công nghệ WDM hứa hẹn tăng băng thông truyền trên sợi quang lên đến hàng Tbps, đáp ứng nhu cầu mở rộng mạng ở nhiều

cấp độ khác nhau.

Hiện tại, chỉ có duy nhất công nghệ WDM là cho phép xây dựng mô hình mạng

truyền tải quang OTN (Optical Transport Network) giúp truyền tải trong suốt nhiều loại hình dịch vụ, quản lý mạng hiệu quả, định tuyến linh động...

Nhƣợc điểm của công nghệ WDM:

Đề tài KC.01.14/06-10

64

Vẫn chưa khai thác hết băng tần hoạt động có thể của sợi quang (chỉ mới tận d ụng được băng C và băng L).

Quá trình khai thác, bảo dưỡng phức tạp hơn gấp nhiều lần.

Nếu hệ thống sợi quang đang sử dụng là sợi DSF theo chuẩn G.653 thì rất khó triển khai WDM vì xuất hiện hiện tượng trộn bốn bước sóng.

Giá thành thiết bị đắt.

3.2.4. Ethernet/Gigabit Ethernet

Khởi nguồn từ hơn 25 năm qua, Ethernet đã đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cho các mạng chuyển mạch gói. Với các ưu điểm như tính đơn giản dễ sử dụng, tốc độ cao, giá thiết bị rẻ và dễ bảo trì, chi phí lắp đặt và nâng cấp thấp, phối hợp dễ dàng với các công

nghệ khác... Ethernet ngày càng được sử dụng nhiều và hiện là công nghệ được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống mạng đặc biệt là mạng LAN và là công nghệ chủ đạo

trong hầu hết các văn phòng trên toàn thế giới. Hiện nay, Ethernet đã được dùng ngay cả trong các hộ gia đình để chia sẻ các đường dây truy nhập băng rộng giữa các thiết bị với nhau. Đặc biệt tất cả các máy tính cá nhân đều được kết nối bằng Ehernet và ngày càng

nhiều thiết bị truy nhập dùng đến công nghệ này. Song bên cạnh những ưu điểm kể trên, các công nghệ Ethernet trước đây cũng có một số nhược điểm cơ bản như: bán kính phục

vụ nhỏ do, số lượng thiết bị tham gia vào mạng bị giới hạn, cơ chế quản lí chất lượng dịch vụ kém,…

Khi nhu cầu kết nối của khách hàng không còn đơn thuần là trong phạm vi một văn

phòng, một tòa nhà… nữa, mà mở rộng hơn thành kết nối giữa các công ty, các đối tác kinh doanh, giữa các chi nhánh văn phòng ở xa với nhau thì các công nghệ Ethernet đã sử dụng cho LAN không còn phù hợp. Gigabit Ethernet ra đời tạo ra các đường truyền tốc độ

cao, chi phí thấp đã khiến cho Ethernet không còn là công nghệ dành riêng cho LAN, mà là công nghệ được lựa chọn để triển khai mạng đô thị, thậm chí cho cả mạng diện rộng để

truyền tải lưu lượng IP qua các mạch vòng WDM hoặc thậm chí cho cả các tuyến WDM cự ly dài. Hơn thế nữa, các cổng Ethernet 10 Gbit/s cũng đã được chuẩn hóa theo khuyến nghị 802.3ae của IEEE. Hình 3.11 là một thí dụ mạng IP dựa trên giao diện Gigabit

Ethernet. Các tấm mạch đường truyền Gigabit Ethernet hoặc chuyển mạch Ethernet Lớp 2 nhanh được sử dụng cho các bộ định tuyến IP trong mạng.

Đề tài KC.01.14/06-10

65

Hình 3.11: Truyền tải IP trên mạng vòng WDM bằng khung Gigabit Ethernet

Cấu hình

Khác với các phiên bản Ethernet trước đây có cấu hình kiểu bus hoặc sao, Gigabit Ethernet có cấu hình kiểu Ring hoặc Hub-and-Spoken (Hình 3.12).

Cấu hình Hub-and-Spoke

Như được chỉ ra trên hình vẽ, các chuyển mạch Ethernet được lắp đặt ở kép ở trung

tâm (CO). Mỗi khách hàng được dành riêng cho một bước sóng hoặc một sợi riêng kết nối tới trung tâm.

Ưu điểm của cấu hình này là cơ chế bảo vệ rất tốt. Cơ chế này có thể là tập trung kết

nối như đối với khách hàng 1, trong đó hai sợi được tập trung vào một ống to hơn, ống này kết nối tới CO. Tải được truyền cân bằng giữa hai sợi, khi một sợi bị sự cố thì sợi kia sẽ truyền toàn bộ tải. Cơ chế này cũng có thể là trang bị kép hai kết nối tới hai chuyển mạch

Ethernet tại CO cho một khách hàng, như vậy sẽ tránh được trường hợp bị hỏng Switch tại CO, song đây là một phương thức tốn kém, bởi vì mỗi một khách hàng phải trang bị cho

đường dây riêng, và cả dây cho dự phòng.

Cấu hình Ring

Ring được tạo thành nhờ một loạt các kết nối điểm điểm giữa các khách hàng, và giữa khách hàng với CO.

Cấu hình này có ưu điểm là tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng mạng ban đầu. Song

lại hạn chế băng thông vì dung lượng được chia sẻ bởi tất cả các node trên Ring. Thời gian phục hồi chậm (cỡ 30-60s) do sử dụng thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây (STP), bởi vì thuật toán này không phải được thiết kế cho cấu hình Ring.

Giao diện

Gigabit Ethernet

Giao diện

Gigabit Ethernet

Giao diện

Gigabit Ethernet

Chuyển mạch

Gigabit Ethernet

Giao diện

Gigabit Ethernet Định tuyến

IP

Định tuyến

IP

OADM OADM

OADM OADM

GbE

Ví dụ: WDM 32

GbE

Đề tài KC.01.14/06-10

66

Ethernet

SwitchSW1

SW2

SW3

Tập trung

Kết nối

Ethernet

Switch

Building 1

Building 2

Lõi

CO

Hình 3.12a: Gigabit Ethernet Hub- and- Spoke

1GE

Ethernet

Ring

CO Ethernet

Switch

Ethernet

switch

Kết nối điểm

điểm

Hình 3.12b: Gigabit Ethernet Ring

Tốc độ và khoảng cách truyền dẫn

Công nghệ Gigabit Ethernet có các tốc độ 1Gbps, 10Gbps đang được sử dụng khá phổ biến trong các thiết bị mạng. Và tốc độ của công nghệ này có lẽ là không dừng ở mức

đó, hiện nay các chuẩn Ethernet với tốc độ 40Gbps, 100Gbps thậm chí cả 160Gps đang được nghiên cứu.

Khắc phục vấn đề giới hạn về khoảng cách của các chuẩn Ethernet trước đó, Ethernet

1Gbps có thể truyền dẫn tới khoảng cách 5Km, 10Gbps có thể truyền dẫn ở khoảng cách 40Km hoặc hơn tùy môi trường cáp truyền được sử dụng.

Cấu trúc khung tin

Tại lớp liên kết dữ liệu, cấu trúc khung gần như đồng nhất cho tất cả các giao diện

của Ethernet từ tốc độ 10Mbps cho tới 10Gbps. Khuôn dạng dữ liệu lớp hai được biểu diễn như Hình 3.13.

Đề tài KC.01.14/06-10

67

.

Premable

8

Destination

6

Source

6

Length/

Type

2

Data+ Pad

46-1500

FCS

4

Hình 3.13: Khuôn dạng dữ liệu của Ethernet

Trong đó: đơn vị tính là byte. Dưới đây ta sẽ xem xét các trường trong frame:

Preamble: là trường chứa các bit 1 và 0 xen kẽ để đồng bộ trong hoạt động truyền bất đồng bộ, sử dụng khi tốc độ truyền từ 10Mbps trở xuống. Các phiên bản nhanh hơn của Ethernet thì không cần thông tin này để đồng bộ song nó vẫn được giữ lại cho mục đích

tương thích.

Destination: Chứa địa chỉ MAC của node đích, có thể là địa chỉ Unicast, Multicast hay Broadcast.

Source: Chứa điạ chỉ MAC của node nguồn- node gửi khung tin đi.

Length/ Type: Nếu giá trị nhỏ hơn 1500 thì đó là chiều dài của khung, là số byte dữ

liệu kể từ trường này trở đi cho tới hết khung tin. Nếu giá trị lớn hơn hoặc bằng 1500 thì nó chỉ kiểu, chỉ ra loại giao thức lớp trên sử dụng để tiếp nhận dữ liệu đã được xử lí ở lớp 2.

Data and Pad: Chiều dài nằm trong khoảng từ 46- 1500 byte. Pad là phần đệm vào

ngay sau số liệu người dùng để cho kích thước của frame là số nguyên lần octet.

FCS: Là trường kiểm soát lỗi cho frame, sử dụng phương pháp CRC.

Hoạt động

Các khung tin Ethernet được chuyển thành các bít, sau đó sửdụng 8B/10B biến đổi sang mã hóa đường dây NRZ. Các tín hiệu NRZ được phát dưới dạng xung vào cáp sợi

quang sử dụng các nguồn phát có bước sóng ngắn hoặc dài.

Với Ethernet tốc độ 1Gbps, có thể sử dụng phương thức CSMA/CD truyền thống của Ethernet, còn với tốc độ 10Gbps, với phương thức truyền song công hoàn toàn thì không

cần dùng đến CSMA/CD nữa.

Ƣu điểm của công nghệ Ethernet/Gigabit Ethernet

Công nghệ Ethernet có khả năng hỗ trợ rất tốt cho ứng dụng truyền tải dữ liệu ở tốc

độ cao và có đặc tính lưu lượng mạng tính đột biến và tính “bùng nổ”. Cơ cấu truy nhập CSMA/CD công nghệ Ethernet cho phép truyền tải lưu lượng với hiệu xuất băng thông và thông lượng truyền tải lớn.

Thuận lợi trong việc kết nối cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Không đòi hỏi khách hàng phải thay đổi công nghệ, thay đổi hoặc nâng cấp mạng nội bộ, giao diện

kết nối.

Mạng xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet có khả năng mở rộng và nâng cấp dễ

dàng do đặc tính của công nghệ này là chia sẻ chung tiện ích băng thông truyền dẫn và không thực hiện cơ cấu ghép kênh phân cấp.

Hầu hết các giao thức, giao diện truyền tải ứng dụng trong công nghệ Ethernet đã

được chuẩn hoá (họ giao thức IEEE.802.3). Phần lớn các thiết bị mạng Ethernet của

Đề tài KC.01.14/06-10

68

các nhà sản xuất đều tuân theo các tiêu chuẩn trong họ tiêu chuẩn nói trên. Việc

chuẩn hoá này tạo điều kiện kết nối dễ dàng, độ tương thích kết nối cao giữa các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau.

Quản lý mạng đơn giản

Nhƣợc điểm của công nghệ Ethernet/Gigabit Ethernet

Nếu chỉ xét công nghệ Ethernet một cách độc lập, bản thân công nghệ này tồn tại một số nhược điểm sau đây:

Công nghệ Ethernet phù hợp với cấu trúc mạng theo kiểu Hub (cấu trúc tô - pô hình

cây) mà không phù hợp với cấu trúc mạng ring. Điều này xuất phát từ việc công nghệ Ethernet thực hiện chức năng định tuyến trên cơ sở thuật toán định tuyến

phân đoạn hình cây (spanning-tree-algorithm); là một trong những thuật toán định tuyến quan trọng áp dụng trong mạng Ethernet. Cụ thể là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây trong nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài phân đoạn

tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thông làm việc của vòng ring.

Thời gian thực hiện bảo vệ phục hồi lớn. Điều này cũng xuất phát từ nguyên nhân là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây có thời gian hội tụ dài hơn nhiều so

với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vòng ring (tiêu chuẩn là 50 ms).

Không phù hợp cho việc truyền tải loại hình ứng dụng có đặc tính lưu lượng nhạy

cảm với sự thay đổi về trễ truyền tải (jitter) và có độ ì (latency) lớn.

Chưa thực hiện chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho những dịch vụ

cần truyền tải có yêu cầu về QoS

3.2.5. MPLS/GMPLS

3.2.5.1. Công nghệ MPLS

MPLS là sự mở rộng của chồng giao thức IP nhằm xúc tiến cơ cấu chuyển tiếp gói

tin nhờ bộ định tuyến IP. Bộ định tuyến sử dụng cơ chế phức tạp và tốn thời gian tìm kiếm tuyến đường để xác định next-hop nhận gói tin bằng cách kiểm tra địa chỉ đích trong mào đầu gói tin. Còn MPLS thì đơn giản hơn chỉ hoạt động dựa trên cơ chế chuyển tiếp nhãn.

Sử dụng từ “đa giao thức” trong tên của nó có nghĩa là nó có thể hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng, không chỉ riêng IP.

Trong MPLS việc truyền dữ liệu xảy ra trên các đường chuyển mạch nhãn LSPs (Label Switch Path) tạo ra từ đầu vào đến đầu ra của mạng MPLS dùng để chuyển tiếp gói của FEC nào đó sử dụng cơ chế chuyển đổi nhãn. LSPs được thiết lập trước khi truyền dữ

liệu (kích thích điều khiển). Các nhãn (tên nhận dạng chính xác giao thức) được phân bổ bằng việc sử dụng giao thức phân bổ nhãn LDP (Label Ditribution Protocol) hoặc RSVP,

các giao thức định tuyến như giao thức định tuyến cổng miền (BGP) và OSPF. Mỗi gói dữ liệu bọc và mang các nhãn trong suốt hành trình của chúng từ nguồn tới đích. Bởi vì các nhãn có độ dài cố định được chèn ở đầu gói hoặc tế bào nên có thể chuyển mạch gói nhanh

giữa các tuyến liên kết bằng phần cứng.

Khái quát hoạt động của MPLS

Khi một gói tin vào mạng MPLS, các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn không thực hiện chuyển tiếp theo từng gói mà thực hiện phân loại gói tin vào trong các lớp tương đương chuyển tiếp FEC, sau đó các nhãn được ánh xạ vào trong các FEC. Một giao thức

Đề tài KC.01.14/06-10

69

phân bổ nhãn LDP được xác định và chức năng của nó là để ấn định và phân bổ các ràng

buộc FEC/nhãn cho các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR. Khi LDP hoàn thành nhiệm vụ của nó, một đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP được xây dựng từ lối vào tới lối

ra. Khi các gói vào mạng, LSR lối vào kiểm tra nhiều trường trong tiêu đề gói để xác định xem gói thuộc về FEC nào. Nếu đã có một ràng buộc nhãn/FEC thì LSR lố i vào gắn nhãn cho gói và định hướng nó tới giao diện đầu ra tương ứng. Sau đó gói được hoán đổi nhãn

qua mạng cho đến khi nó đến LSR lối ra, lúc đó nhãn bị loại bỏ và gói được xử lý tại lớp 3. Hiệu năng đạt được ở đây là nhờ việc đưa quá trình xử lý lớp 3 tới biên của mạng và chỉ

thực hiện một lần tại đó thay cho việc xử lý tại từng node trung gian như của IP. Tại các node trung gian việc xử lý chỉ là tìm sự phù hợp giữa nhãn trong gói và thực thể tương ứng trong bảng kết nối LSR và sau đó hoán đổi nhãn- quá trình này thực hiện bằng phần cứng.

LER1

LER2LSR

Flow of label Distribution

LSP

Hình 3.14: Mô hình mạng MPLS

Các đặc điểm chính của MPLS là:

- Sử dụng nhãn đơn giản, có độ dài cố định để nhận dạng đường dẫn (flows/paths).

- Tách biệt đường điều khiển và đường truyền số liệu, đường điều khiển được sử dụng để khởi tạo đường dẫn, các gói tin được chuyển tới các nút mạng (hop) kế tiếp theo nhãn

trong bảng chuyển tiếp.

- Nhãn đơn giản và duy nhất, mào đầu IP được xử lý và kiểm tra tại biên của mạng MPLS, sau đó các gói tin MPLS được chuyển tiếp dựa vào nhãn (Thay vì phân tích mào

đầu gói tin IP).

- MPLS cung cấp đa dịch vụ. Ví dụ, mạng riêng ảo VPN được thiết lập bởi MPLS có

mức ưu tiên được xác định bởi nhóm chuyển tiếp tương đương (FEC).

- Phân loại các gói tin dựa theo các chính sách, các gói tin được tập hợp vào nhóm chuyển tiếp tương đương dựa vào nhãn. Sắp xếp các gói tin vào FEC được thực hiện tại

biên, ví dụ dựa theo nhóm của dịch vụ hoặc địa chỉ đích trong mào đầu gói tin.

- Cung cấp khả năng điều khiển lưu lượng, nhờ đó có thể sử dụng để cân bằng tải bằng

cách giám sát lưu lượng và điều khiển luồng trực tiếp hoặc theo tiến trình định trước.

Đề tài KC.01.14/06-10

70

Trong mạng IP hiện tại, kỹ thuật điều khiển lưu lượng rất khó khăn nếu không muốn nói

là không thể thực hiện được bởi vì định tuyến lại không hiệu quả bằng điều chỉnh định tuyến gián tiếp và nó có thể là nguyên nhân gây tắc nghẽn tại một nơi khác trong mạng.

MPLS cung cấp định tuyến nguồn (explicit path routing) vì vậy nó có tính hội tụ cao và có khả năng chuyển tiếp theo nhóm. Ngoài ra, MPLS còn có một số công cụ khác như tạo kênh an toàn (Tunneling), ngăn ngừa, tránh vòng lặp (loop), hợp nhất các luồng để

điều khiển lưu lượng.

Ƣu điểm của công nghệ MPLS

MPLS có thể áp dụng phù hợp với hầu hết các cấu trúc tô-pô mạng (mesh hoặc

ring).

MPLS cho phép truyền tải đa dịch vụ với hiệu suất truyền tải cao. Chức năng điều khiển quản lý lưu lượng trong MPLS cho phép truyền tải lưu lượng các loại hình có

yêu cầu về QoS.

MPLS cho phép định tuyến gói tin với tốc độ nhanh do giảm thiểu việc xử lý thông

tin định tuyến

MPLS cho có khả năng kiến tạo kết nối đường hầm. Dựa trên khả năng này nhà

cung cấp dịch vụ có thể cung cấp các dịch vụ kết nối ảo (ví dụ như TLS ở mức 2, VPN ở mức 3).

MPLS có khả năng phối hợp tốt với IP để cung cấp các dịch vụ mạng riêng ảo trong môi trường IP và kết hợp với chức năng RSVP để cung cấp dịch vụ có QoS

trong môi trường IP (RSVP-TE LSPs). Nhƣợc điểm công nghệ MPLS

Khả năng hồi phục mạng không nhanh khi xảy ra sự cố hư hỏng trên mạng.

Khi triển khai một công nghệ mới như MPLS đòi hỏi các nhân viên quản lý và điều hành mạng cần được đào tạo và cập nhật kiến thức về công nghệ mới, nhất là các

kiến thức mới về quản lý và điều khiển lưu lượng trên toàn mạng.

Giá thành xây dựng mạng dựa trên công nghệ MPLS nói chung còn khá đắt.

Sự phát triển từ MPLS tới GMPLS

Trong những năm gần đây, tổ chức IETF đã tập trung hướng tới phát triển các giao thức MPLS hỗ trợ các phần tử mạng chuyển mạch hoạt động bởi các phương thức khác nhau, như theo thời gian (TDM), theo bước sóng (WDM), theo không gian (OXC), thành

các chuẩn của giao thức GMPLS. Mặt phẳng chung này đơn giản hoá sự hoạt động và quản lý mạng bằng việc cung cấp các kết nối điểm - điểm, quản lý tài nguyên mạng một cách tự

động, cung cấp mức QoS mới và các ứng dụng phức tạp hơn. Điều này cho phép mạng dựa trên GMPLS tìm và cung cấp đường đi tối ưu dựa trên những yêu cầu lưu lượng người sử dụng cho luồng khởi tạo trên mạng IP, sau đó được truyền tải bởi mạng quang đồng bộ

SONET và tiếp theo được chuyển mạch sang một bước sóng cụ thể trên một sợi vật lý cụ thể.

Khung làm việc của GMPLS thể hiện như sau:

Đề tài KC.01.14/06-10

71

Miền chuyển

mạch

Loại lƣu lƣợng Cơ cấu chuyển

tiếp

Thiết bị Thuật ngữ

Gói, tế bào IP, ATM Nhãn mào đầu,

VCC

Bộ định tuyến

IP, chuyển mạch ATM

Khả năng

chuyển mạch gói (PSC)

Thời gian TDM/SONET Khe thời gian

lặp lại theo chu kì

Hệ thống kết

nối chéo (DCS), ADM

Khả năng

chuyển mạch thời gian

(TDM)

Bước sóng Trong suốt Bước sóng DWDM Khả năng

chuyển mạch bước sóng (LSC)

Không gian vật lý

Trong suốt Sợi quang, tuyến

OXC Khả năng chuyển mạch

sợi quang (FSC)

Bảng 3.1: Khung làm việc của GMPLS

Thách thức cơ bản với giao thức điều khiển chung là việc thiết lập, bảo trì, và quản lý các đường kỹ thuật lưu lượng để cho phép mặt phẳng dữ liệu truyền tải dữ liệu người sử

dụng một cách hiệu quả từ nguồn tới đích. Luồng người sử dụng có thể truyền qua một số vùng mạng, ví dụ như một mạng lối vào hoặc mạng biên tập hợp các luồng từ nhiều người

sử dụng (ví dụ như các ứng dụng doanh nghiệp) để đưa vào mạng trung tâm mà dựa trên SONET hoặc ATM. Các mạng này lại được kết hợp nhiều luồng từ các mạng biên khác nhau để đưa vào mạng cự ly dài. Đường đi đặt trước được sử dụng để đưa dữ liệu tới đích

của nó.

3.2.5.2. Công nghệ GMPLS

Công nghệ GMPLS là bước phát triển tiếp theo của công nghệ MPLS, cho phép tận dụng những kinh nghiệm trong khai thác, hoạt động của MPLS. Mảng điều khiển GMPLS trên cơ sở tiêu chuẩn mở cho phép các nhà khai thác lựa chọn thiết bị từ các nhà cung cấp

khác nhau. Hơn nữa, GMPLS còn cho phép các nhà cung cấp dịch vụ tạo ra độ mềm dẻo hơn trong thiết kế mạng, tạo thuận lợi cho các nhà khai thác mạng trong việc thiết lập các

cơ chế bảo vệ thông minh, phục hồi nhanh chóng trong lớp gần sự cố nhất.

Giao diện GMPLS

Công nghệ GMPLS khác công nghệ MPLS ở việc nó có thể hỗ trợ nhiều loại

chuyển mạch như chuyển mạch TDM, chuyển mạch bước sóng, chuyển mạch sợi quang.

Đề tài KC.01.14/06-10

72

Việc hỗ trợ các loại chuyển mạch này đã điều khiển GMPLS mở rộng các chức năng dựa

trên MPLS và thêm vào một số chức năng mới. Sự thay đổi và thêm vào các chức năng mới này dựa vào đặc tính của LSP: Cách thức yêu cầu và trao đổi các nhãn, bản chất đơn

hướng của các LSP, cách lan truyền lỗi, và cung cấp thông tin cho việc đồng bộ các LSR đầu ra và đầu vào. Trong RFC3031 – Kiến trúc MPLS, đã định nghĩa việc hỗ trợ chuyển tiếp dữ liệu dựa trên 1 nhãn. Trong RFC 3945 – Kiến trúc GMPLS, thì các bộ định tuyến

nhãn – LSR, được giả thiết trên mặt bằng chuyển tiếp thì có khả năng thực hiện hai vấn đề. Một là, chấp nhận các gói tin và tế bào biên. Hai là, có thể xử lí tiêu đề gói tin (để LSR có

chấp nhận các gói tin biên) và tiêu đề tế bào (để LSR có chấp nhận các tế bào biên). Kiến trúc MPLS ban đầu được mở rộng bao gồm các LSR ở trên mặt bằng chuyển tiếp có thể chấp nhận các gói tin và tế bào kể cả ở trên đường biên. Như vậy, các LSR bao gồ m các

thiết bị mà có thể quyết định chuyển mạch nhãn dựa trên các khe thời gian, các bước sóng, các cổng vật lí. Do đó, một thành phần mới của các LSR hay chính là các giao diện trên

các LSR và có thể được phân loại như sau:

- Giao diện có khả năng chuyển mạch gói (PSC): Giao diện này chấp nhận các gói tin ở biên và có thể chuyển tiếp dữ liệu dựa trên nội dung mào đầu của gói tin. Như là, trên

các giao diện của Bộ định tuyến có thể chuyển tiếp dữ liệu dựa vào nội dung trên mào đầu tin IP và các giao diện trên Bộ định tuyến có thể chuyển mạch dữ liệu dựa trên nội

dung của mào đầu thêm vào (Shim) của MPLS.

- Giao diện có khả năng chuyển mạch lớp 2 (L2SC): Giao diện này chấp nhận các khung/tế bào ở biên và có thể chuyển mạch dữ liệu dựa trên nội dung mào đầu của

khung/tế bào. Như là, trên các giao diện của các Bridge trong mạng Ethernet thì có thể chuyển mạch dữ liệu dựa trên nội dung của mào đầu MAC và các giao diện trên ATM-

LSR có thể chuyển tiếp dữ liệu dựa trên các ATM VPI/VCI.

- Giao diện có khả năng ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM): Giao diện này cỏ khả năng chuyển mạch dữ liệu dựa trên khe thời gian dữ liệu trong các chu kì lặp lại.

Như là, các giao diện kết nối chéo SONET/SDH, giao diện của bộ ghép kết cuối (TM), giao diện của bộ ghép đan/rẽ (ADM), giao diện PDH, giao diện G709 TDM.

- Giao diện có khả năng chuyển mạch bước sóng (LSC): Giao diện này thực hiện chuyển mạch dữ liệu dựa trên bước sóng của dữ liệu tại phía thu. Như là, giao diện Kết nối chéo Photonic (PXC) hoặc giao diện kết nối chéo quang (OXC) mà có thể hoạt động được tại

mức của các bước sóng riêng biệt. Thêm vào đó, có thể bao gồm cả giao diện PXC có thể hoạt động được tại mức của nhóm các bước sóng, hay dải tần, và giao diện G709

cung cấp khả năng quang.

- Giao diện có khả năng chuyển mạch sợi quang (FSC): Giao diện này thực hiện chuyển mạch dữ liệu dựa trên vị trí của dữ liệu trong các không gian vật lý. Như là, giao diện

của PXC hay OXC có thể hoạt động được ở mức một sợi quang hay nhiều sợi quang.

Một mạch có thể được thiết lập ở giữa hoặc qua các giao diện cùng loại, phụ thuộc

vào kĩ thuật được sử dụng trên mỗi giao diện, thì có các tên mạch khác nhau như mạch SDH, vệt quang, đường quang,… còn trong GMPLS tất cả các mạch được gọi tên chung là đường chuyển mạch nhãn (LSP).

Việc lồng xếp các LSP (LSP trong LSP khác), được tạo ra để phục vụ việc chuyển tiếp dữ liệu giữa các giao diện khác nhau, hay chính là việc phân cấp LSP. Trên cùng là

FSC, kế đó là LSC, TDM, L2SC, và cuối cùng là PSC.

Đề tài KC.01.14/06-10

73

Hình 3.15: Phân cấp giao diện trong GMPLS

PSC L2SC TDM PSCLSC FSC L2SCTDMLSCFSCẻ

PSC Layer

L2SC Layer

TDM Layer

LSC Layer

FSC Layer

Hình 3.16: Mối quan hệ giữa các khả năng và các vùng chuyển mạch

Nhãn trong GMPLS

Để có thể hỗ trợ các thiết bị chuyển mạch trong các miền khác nhau, GMPLS đưa

vào nhưng bổ sung mới cho khuôn dạng của các nhãn. Khuôn dạng nhãn mới gọi là “ nhãn tổng quát “, nó chứa thông tin cho phép các thiết bị thu lập chương trình chuyển mạch và

chuyển tiếp dữ liệu bất kể cấu trúc của nó (gói, TDM, Lambda…). Nhãn tổng quát có thể biểu diễn cho một bước sóng đơn, một sợi quang hoặc một khe thời gian. Nó cũng thể hiện các nhãn MPLS truyền thống, ví dụ như ATM, VCC hoặc shim IP. Thông tin được gắn vào

nhãn tổng quát gồm:

- Kiểu mã hoá LSP mà thể hiện loại nhãn đang được mang (gói, bước sóng SONET…).

- Loại chuyển mạch thể hiện nút có khả năng chuyển mạch hoặc gói, khe thời gian, bước sóng hoặc sợi quang.

- Bộ nhận dạng tải trọng chung để thể hiện loại tải đang được mang bởi LSP (ví dụ như

nhánh ảo VT, DS-3, ATM, Ethernet, …..)

Giống như MPLS, sự phân bổ nhãn bắt đầu từ LSR phía trước yêu cầu một nhãn từ

LSR phía sau. GMPLS thực hiện điều này tốt hơn bằng việc cho phép LSR phía trước đề nghị nhãn cho LSP mà có thể được ưu tiên bởi LSR phía sau.

Đề tài KC.01.14/06-10

74

…

… …

…

...

…

...... ...

…...

Fiber

Wavelength

Timeslot

IP Packet LabelLink

(a) Packet

(b) TDM

(c) λ

(d) Fiber

Hình 3.17: Các loại nhãn

Chồng giao thức trong GMPLS

Cuộc cách mạng của MPLS sang GMPLS đã mở rộng các giao thức báo hiệu (RSVP- TE, CR – LDP) và các giao thức định tuyến (OSPF-TE, IS-IS-TE). Các mở rộng

thích nghi với những đặc tính của TDM/SONET và các mạng quang.

Một giao thức mới, giao thức quản lý liên kết LMP đã được đưa vào áp dụng để quản lý và bảo trì hoạt động mặt phẳng và dữ liệu, điều khiển giữa hai nút lân cận. Giao

thức quản lý liên kết LMP là giao thức dựa trên IP, bao gồm RSVP mở rộng và CR-LDP mở rộng. Ngăn xếp giao thức định tuyến IS-IS-TE giống với OSPF-TE ngoại trừ thay vì

IP, một giao thức mạng phi kết nối (CLNP – Connectionless Network Protocol) được sử dụng để mang thông tin IS-IS-TE.

Các giao thức Mô tả hoạt động

Định tuyến

OSPF-TE

IS-IS-TE

Các giao thức định tuyến dùng để tự động khám phá cấu hình mạng, quảng bá tài nguyên sẵn có (loại băng thông, kiểu bảo

vệ,…). Một số điểm cải tiến chính như:

- Quảng bá loại bảo vệ liên kết (1+1, 1:1, không có bảo vệ, lưu lượng mở rộng).

- Thực hiện chuyển hóa liên kết (lân cận chuyển tiếp) để cải thiện dung lượng.

- Chấp nhận và quảng bá liên kết không có địa chỉ IP.

- Nhận dạng giao diện vào/ra.

- Khám phá tuyến cho dự phòng từ tuyến chính.

Báo

hiệu

RSVP-TE Các giao thức báo hiệu dùng để thiết lập các LSP lưu lượng. Một

số cải tiến chính như:

Đề tài KC.01.14/06-10

75

CR-LDP - Trao đổi nhãn, kể cả với các mạng không chuyển mạch gói (nhãn tổng quát).

- Thiết lập LSP hai hướng.

- Báo hiệu cho việc thiết lập tuyến dự phòng (thông tin kiểu

bảo vệ).

- Xúc tiến gán nhãn qua cơ chế gợi ý nhãn.

- Hỗ trợ chuyển mạch băng tần – thiết lập chuyển mạch các

bước sóng gần nhau.

Quản lý kết

nối

LMP - Việc quản lý kênh điều khiển: Thiết lập các tham số liên kết tương quan (như tần số gửi bản tin keep-alive,…) và

đảm bảo an toàn cho liên kết (như giao thức Hello,…).

- Việc kiểm tra kết nối liên kết: Đảm bảo các liên kết vật lí

giữa các node hàng xóm sử dụng cùng bản tin kiểm tra PING.

- Liên hệ đặc trưng liên kết: Nhận dạng các đặc điểm của

các node kế cận (như cơ chế bảo vệ,…).

- Cách ly lỗi: Cách ly các lỗi đơn, lỗi bội trong miền quang.

Bảng 3.2: Chồng giao thức trong GMPLS

Nói chung sự mở rộng các giao thức được chuẩn hóa bởi IETF hỗ trợ định tuyến với GMPLS thực hiện:

- Nâng cấp các giao thức báo hiệu RSVP-TE và CR-LDP cho phép báo hiệu các đường

truyền kênh quang trong mạng truyền tải quang và các môi trường mạng định hướng kết nối khác.

- Nâng cấp các giao thức định tuyến cổng nội bộ OSPF và IS-IS để quảng bá các tài nguyên hiện tại trong mạng quang và các đặc trưng khác của mạng.

Một giao thức quản lí tuyến - LMP mới, được thiết kế để giải quyết các vấn đề liên quan

tới quản lí tuyến trong mạng quang.

Hình 3.18: Chồng giao thức GMPLS

Khả năng triển khai GMPLS

LMP RSVP-TE

UDP

CR-LDP

OSPF-TE

BGP

TCP

IP PPP/Lớp tương thích

SONET Chuyển mạch

bước sóng MAC/GE ATM Frame

Relay

Sợi quang

Đề tài KC.01.14/06-10

76

GMPLS sẽ được triển khai rộng khắp trong vài năm tới. Có hai lý do để tin vào

điều này.

Thứ nhất, chúng ta cùng nhìn lại một số công nghệ trụ cột hiện thời như ATM hay

SDH, chúng cũng phải mất một thời gian (khoảng 5 năm) để có được chỗ đứng vững chắc trong mạng của nhà khai thác. GMPLS cũng sẽ đi theo con đường đó.

Thứ hai, một điều dễ thấy là sẽ không thể liên kết mạng nếu như sản phẩm được thực thi theo những cách riêng (độc quyền) của từng hãng. Do đó, GMPLS trở thành một mảng điều khiển chuẩn là vô cùng quan trọng. Hiện tại nhiều tổ chức

công nghiệp như IETF và OIF đã bắt tay với nhau dưới sự hỗ trợ mạnh mẽ từ các nhà cung cấp dịch vụ truyền tải và Internet. Bởi vậy, trong và i năm tới nhất định

GMPLS sẽ trở thành đối tượng thu hút nhiều nhà kinh doanh trong lĩnh vực viễn thông, và chỗ đứng của nó được đảm bảo bằng nguồn tài chính đổ vào trong những năm tới.

Hiện nay đã có nhiều công ty quảng cáo sản phẩm GMPLS thương mại của mình

trên mạng. Tuy nhiên cũng chưa có đánh giá đầy đủ nào về hiệu quả của GMPLS thực tế trên mạng. GMPLS hiện đang được phát triển như một chuẩn mở cho phép nhà cung cấp dịch

vụ phát triển và triển khai dịch vụ mới một cách nhanh chóng. Và cũng nhờ đó tránh được vấn đề không tương hợp thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau trên cùng phân đoạn

mạng. Năm 1999, Cisco khởi động nỗ lực chuẩn hoá công nghệ GMPLS từ việc mở rộng mô hình MPLS cho mạng quang. GMPLS là một giải pháp chuẩn mở mà hợp nhất các

mạng khác nhau làm đơn giản, mở rộng và tăng tốc độ dịch vụ giá trị cao. IETF và OIF là hai nhóm công nghiệp dẫn đầu trong nỗ lực chuẩn hoá GMPLS. IETF tập trung vào xây

dựng khung tổng thể và các giao thức cho GMPLS còn OIF phát triển tính phối hợp cụ thể của từng giao thức. Một vài vấn đề mang tính đặc trưng riêng của mạng quang đã được kết hợp trong phiên

bản tiêu chuẩn nháp GMPLS hiện thời. Tuy nhiên hiện vẫn còn rất nhiều việc cần làm để chuẩn hoá GMPLS.

GMPLS sẽ là một phần không thể tách rời khi triển khai mạng số liệu thế hệ sau. Công nghệ này cung cấp cầu nối giữa lớp mạng IP và quang để cho phép phát triển đồng thời khả năng mở rộng và tương hợp trong hai lớp mạng này. Với GMPLS, khoảng trống

giữa hạ tầng truyền thống và lớp IP đang được thu hẹp, mở đường cho việc triển khai dịch vụ nhanh chóng và hiệu quả.

Qua nghiên cứu trên cho thấy GMPLS hoàn toàn có thể đảm nhiệm được chức năng của ATM và SDH thể hiện ở QoS, khôi phục, VPN và bảo vệ ring nhờ QoS IP, VPN IP, khôi phục IP và khôi phục lớp quang. Nhà cung cấp dịch vụ có thể tích hợp giao thức

báo hiệu trong GMPLS để thiết lập hạ tầng truyền tải dung lượng cao, xử lý lượng dung lượng lớn theo cách hiệu quả, nâng cao tốc độ dịch vụ và giải quyết được ảnh hưởng của

nghẽn mạng. Trong vài năm tới, GMPLS sẽ là một trong những công nghệ không thể thiếu trong hạ tầng mạng truyền tải thế hệ sau.

Đề tài KC.01.14/06-10

77

3.2.6. Ring gói tự phục hồi RPR

Để khắc phục các khuyết điểm của POS trong truyền tải IP nhất là trong ứng dụng mạng đô thị, một số hãng sản xuất thiết bị như C isco, Nortel,... đã phát triển và tung ra thị

trường công nghệ truyền tải các dữ liệu dạng gói (Packet) trên vòng Ring (gọi là công nghệ RPR). Riêng nhà sản xuất Cisco đã phát triển công nghệ DPT sử dụng hệ thống giao thức SRP, đây cũng là công nghệ được xây dựng dựa trên nền của công nghệ RPR. Rất nhiều hệ

thống mạng đô thị và kể cả mạng WAN trên thế giới đã sử dụng thành công công nghệ này để truyền tải các ứng dụng đa dịch vụ, đa phương tiện trên nền IP. Xu hướng chung của

các công nghệ này hướng đến công nghệ chuẩn hoá là Ring gói tự phục hồi Resilent Packed Ring (RPR ) hay IEEE 802.17.

Tín hiệu

điều khiển

Ring trongDữ liệu

Ring trong

Tín hiệu

điều khiển

Ring ngoài

Dữ liệu

Ring ngoài Ring trong

Hình 3.19: Cấu trúc vòng Ring RPR

Khác với các công nghệ truyền dẫn truyền thống như SONET/SDH, vòng Ring

RPR có cấu trúc gồm hai vòng cáp quang, trong đó, một vòng phía trong (Inner Ring) và một vòng phía ngoài (Outer Ring), các gói được truyền trên hai vòng Ring này theo hai hướng ngược chiều nhau. Mỗi vòng có thể sử dụng để mang đồng thời cả các gói dữ liệu

và các gói điều khiển. Các vòng Ring này (Outer Ring và Innner Ring), có tính chất hỗ trợ lẫn nhau, vừa đảm bảo việc nâng cao lưu lượng truyền dẫn vừa đảm nhận chức năng bảo

vệ khi có sự cố trên hệ thống. Công nghệ RPR sử dụng giao thức điều khiển truy nhập MAC mới – Spatial Reuse Protocol do IETF chuẩn hoá trong RFC 2892 để đóng gói dữ liệu trong mạng có cấu hình

Ring kép. Thiết bị IP với với giao diện RPR có thể kết nối với thiết bị SDH hay sử dụng hệ thống cáp quang hiện có mà không cần thiết bị SDH nữa. Điều này cho phép giảm mức chi

phí đầu tư và tăng hiệu quả quản lý mạng lên rất nhiều. Công nghệ này còn cho phép các thiết bị trên mạng tự động phát hiện ra topology mạng, phát hiện và khôi phục vòng ring khi cáp quang bi đứt với thời gian hồi phục là 30

đến 50 ms. Việc phát triển và hồi phục topo mạng hoàn toàn được thực hiện ở lớp MAC do đó không ảnh hưởng đến lưu lượng đang truyền tải trên lớp IP cũng như không cần sự

tham gia của lớp 3 trong việc này. RPR cho phép kiểm soát mức độ sử dụng băng thông trên mạng nhằm sử dụng hiệu quả nhất thông lượng đường truyền. Dữ liệu có thể truyền song song theo cả hai hướng, trên cả vòng Ring chính và vòng Ring “backup” như trong

khái niệm của SONET/SDH, như vậy khai thác tối đa hiệu quả của cáp quang. Đặc biệt là khác so với các giao thức trên mạng Ring khác, dữ liệu chỉ được truyền giữa thiết bị truyền

và nhận trên Ring chứ không phải qua các node trung gian. Như vậy đồng thời có thể có nhiều lưu lượng khác nhau trên Ring và các thiết bị trung gian không hề phải chịu tải lưu lượng của các node khác.

Đề tài KC.01.14/06-10

78

RPR có hỗ trợ riêng cho lưu lượng dạng multicast trong các ứng dụng như thoại và

video nhằm tiết kiệm băng thông trên mạng. Chính vì vậy ngay cả khi có phần overhead cao hơn so với POS, hiệu suất chung của RPR lại cao hơn và thiết bị rẻ tiền hơn.

Ƣu điểm của công nghệ RPR

Thích hợp cho việc truyền tải lưu lượng dạng dữ liệu với cấu trúc ring.

Cho phép xây dựng mạng ring cấu hình lớn (tối đa có thể đến 200 nút mạng).

Hiệu suất sử dụng dung lượng băng thông lớn do thực hiện nguyên tắc ghép kênh

thống kê và dùng chung băng thông tổng.

Hỗ trợ triển khai các dịch vụ multicast/broadcast

Quản lý đơn giản (mạng được cấu hình một cách tự động)

Cho phép cung cấp kết nối với nhiều mức SLA (Service Level Agreement) khác

nhau.

Phương thức cung cấp kết nối nhanh và đơn giản

Công nghệ đã được chuẩn hóa Nhƣợc điểm của công nghệ RPR

Giá thành thiết bị ở thời điểm hiện tại còn khá đắt.

RPR chỉ thực hiện chức năng bảo vệ phục hồi trong cấu hình ring đơn lẻ. Với cấu

hình ring liên kết, khi có sự cố tại nút liên kết các ring với nhau RPR không thực hiện được chức năng phục hồi lưu lượng của các kết nối thông qua nút mạng liên kết ring.

Công nghệ mới được chuẩn hóa do vậy khả năng kết nối tương thích kết nối thiết bị của các hãng khác nhau là chưa cao.

3.2.7. Mạng Quang Chuyển mạch tự động

Mạng Quang Chuyển mạch tự động-ASON (Automatically Switched Optical Network) là một mạng quang thế hệ mới có khả năng duy trì dịch vụ trong trường hợp cả đường làm việc và đường bảo vệ đều bị gián đoạn bằng cách tự động tìm và thiết lập kênh

truyền mới.

Hình 3.20: Node truyền dẫn tích hợp tính năng ASON

Về cơ bản, ASON là mạng truyền dẫn (SDH, WDM,...) được bổ xung mặt phẳng điều khiển GMPLS với chức năng định tuyến, báo hiệu, điều khiển chuyển mạch (Hình

3.20). ASON có thể được nâng cấp lên từ mạng truyền dẫn hiện tại bằng cách bổ sung mặt

Đề tài KC.01.14/06-10

79

phẳng điều khiển ASON/GMPLS. Khi mạng được nâng cấp, các node mạng có khả năng

giao tiếp với nhau để tự động nhận biết hiện trạng mạng, định tuyến và điều khiển chuyển mạch. Khi tuyến bị sự cố, mạng tự động tìm ra tuyến mới khả dụng và điều khiển kết nối

chéo tại các node mạng chuyển dịch vụ sang đường mới. So với mạng SDH, ASON có các đặc điểm sau:

Tự động cấu hình dịch vụ đầu cuối end-to-end.

Tự động phát hiện sợi quang và dịch vụ.

Cung cấp tính năng kết nối mạng hình lưới.

Cung cấp nhiều kiểu dịch vụ với mức độ bảo vệ khác nhau.

Cung cấp kiểm soát lưu lượng và điều chỉnh đồng đồ hình logic mạng theo thời gian

thực để tối ưu cấu hình theo tài nguyên mạng.

3.2.7.1. Cấu trúc mạng ASON

ASON là một mạng quang bao gồm các ASON NE. ASON thực hiện chuyển mạch

và truyền báo hiệu. Các ASON NE lưu cấu hình và thông tin định tuyến của mạng và tự động tạo và loại bỏ các dịch vụ thông qua báo hiệu (signaling).

ASON có ba mặt phảng: Điều khiển, truyền dẫn và quản lý như được minh họa ở

hình dưới đây:

Mặt phẳng điều khiển: Bao gồm một tập các thực thể giao tiếp với nhau,

nó thực đảm nhiệm điều khiển giao tiếp và điều khiển kết nối, bao gồm việc thiết lập, giải phóng, giảm sát duy trì các kết nối giữa các phần tử mạng.

Mặt phẳng điều khiển tự động khôi phục các lỗi kết nối thông qua trao đổi báo hiệu.

Mặt phẳng truyền dẫn: Mạng SDH nằm trong mặt phẳng truyền dẫn. Nó

truyền và ghép các tín hiệu quang, cấu hình kết nối chéo và chuyển mạch bảo vệ các tín hiệu, đảm bảo độ tin cậy cho tất cả các tín hiệu quang.

Mặt phẳng quản lý: Hỗ trợ cho mặt phẳng điều khiển, đồng thời giám sát, duy trì hoạt động của mặt phẳng truyền dẫn và mặt phẳng điều khiển. Các

chức năng bao gồm quản lý khai thác, quản lý lỗi, quản lý cấu hình và quản lý bảo mật.

Đề tài KC.01.14/06-10

80

Hình 3.21: Ba mặt phẳng điều khiển của ASON

- ASON NE : Phần tử mạng ASON. Phần tử này được nạp phần mềm NE bao gồm cả phần mềm ASON đã được khởi động, nếu phần mềm ASON không được khởi động thì

NE không có chức năng của ASON NE. - Kết nối cố định - PC (Permanent Conection): Là một kết nối dịch vụ đã tính

toán trước và sau đó được tạo thông qua hệ thống quản lý mạng (NM) bằng việc đưa ra

một lệnh tới NE. Dịch vụ SDH tĩnh truyền thống là một PC - Kết nối chuyển mạch - SC (Switched Connection): là một kết nối dịch vụ được

yêu cầu bởi người sử dụng và sau đó được tạo trong mặt phẳng điều khiển ASON thông qua báo hiệu.

- Kết nối cố định mềm - SPC (Soft Permanent Connection) giữa người sử dụng và

mạng lưới được cấu hình trực tiếp bởi NM. Tuy nhiên, kết nối trong mạng truyền dẫn được yêu cầu bởi NM và sau đó được tạo bởi mặt phẳng điều khiển thông qua báo hiệu, thông

thường dịch vụ ASON đã đề cập là SPC. Nếu một NE được cấu hình một dịch vụ tĩnh, hệ thống sẽ đánh nhãn khe thời gian tương ứng. Trước khi dịch vụ này bị xóa khe thời gian sẽ không được sử dụng để tạo các dịch vụ ASON.

- Dành trƣớc khe thời gian – Timeslot Reservation: Phần mềm NE và phần mềm ASON NE quản lý các khe thời gian dành riêng cho chúng. Các khe thời gian được tạo ra

cùng với dịch vụ ASON được quản lý bởi phần mềm ASON và không thể được sử dụng bởi phần mềm NE để tạo dịch vụ tĩnh và ngược lại.

- Đƣờng dẫn chuyển mạch nhãn - LSP (Label Switching Path): là đường truyền

mà các dịch vụ ASON đi qua. Trong một ASON, việc tạo các dịch vụ ASON chính là tạo các LSP.

- Liên kết điều khiển - (Link Control): Các liên kết điều khiển được tạo ra và duy trì giữa các node liền kề nhau bằng giao thức quản lý liên kết (LMP). Không có các liên kết điều khiển thì không thể khởi tạo các liên kết thành phần và các liên kết TE giữa các

node lân cận. Thông tin liên kết điều khiển có thể được truyền trong băng (ví dụ như qua D4-D12) hoặc được truyền ngoài băng (Ethernet).

Ở chế độ trong băng, các liên kết điều khiển có thể được thiết lập tự động. Trong chế độ ngoài băng, cần phải thiết lập cấu hình địa chỉ IP cho các NE lân cận được kết nối đến bằng liên kết điều khiển.

Đề tài KC.01.14/06-10

81

- Liên kết TE: Là một liên kết điều khiển lưu lượng – Traffic engineering link.

ASON NE gửi các thông tin băng thông của nó đến các ASON NE khác qua liên kết TE để cung cấp số liệu cho việc tính toán tuyến. Một sợi quang có thể cấu hình với nhiều liên kết

TE và một liên kết TE cũng có thể được kết hợp từ nhiều sợi quang. - Các liên kết đoạn ghép kênh: Là các liên kết được cấu hình với bảo vệ đoạn ghép

kênh. Các liên kết đoạn ghép kênh được chia thành các liên kết đoạn ghép làm việc và các liên kết đoạn ghép bảo vệ. Một liên kết đoạn ghép kênh làm việc là một liên kết TE và một

liên kết đoạn ghép kênh bảo vệ cũng là một liên kết TE. Dịch vụ sắt sẽ sử dụng các liên kết đoạn ghép bảo vệ. Ở đây, bảo vệ đoạn ghép có thể là:

Bảo vệ đoạn ghép kênh hai sợi hai hướng

Bảo vệ đoạn ghép kênh bốn sợi hai hướng

Bảo vệ đoạn ghép kênh tuyến tính 1:1. - Liên kết thành phần: Là một đơn vị băng thông nhỏ hơn liên kết TE. Một liên kết

TE bao gồm chỉ một liên kết thành phần trong phần mềm ASON thực tế. - Định tuyến lại: Là một phương thức khôi phục dịch vụ. Khi một LSP bị đứt, node

khởi điểm sẽ truy vấn xem liệu có tuyến tốt nhất để khôi phục dịch vụ rồi gửi báo hiệu đến các node phía sau một cách tuần tự để yêu cầu dành tài nguyên và tạo các kết nối chéo. Node cuối sẽ phản hồi báo hiệu đến các node phía trước một cách tuần tự và cuối cùng một

LSP mới được tạo ra. - Khóa định tuyến lại (Rerouting Lockout): Trong một số trường hợp, định tuyến

lại không được yêu cầu sau khi LSP bị lỗi. Trong các trường hợp đó cần thiết lập “Rerouting lockout”. - Độ ƣu tiên định tuyến lại: Khi nhiều LSP định tuyến lại đồng thời, LSP có mức ưu

tiên cao hơn sẽ chiếm tài nguyên trước và có khả năng định tuyến lại thành công nhiều hơn.

- Hoạch định tách rời tuyến (Disjoint Strategy) : Có nghĩa là loại trừ một số liên kết hay node trong quá trình tạo ra một LSP.

3.2.7.2. Cấu trúc phần mềm ASON

Phần mềm ASON được sử dụng trong mặt phẳng điều khiển, bao gồm quản lý liên kết, định tuyến OSPF, và báo hiệu RSVP – TE. Cấu trúc phần mềm ASON chia làm 3 module (Hình 3.22): Module báo hiệu – Signalling Module, module định tuyến – Routing

Module và module điều khiển chuyển mạch – Switching Control Module (SC).

Đề tài KC.01.14/06-10

82

Hình 3.22: Cấu trúc của phần mềm ASON

Module báo hiệu

Tạo/loại bỏ các dịch vụ theo yêu cầu khách hàng đồng thời thực hiện đồng bộ và khôi phục các dịch vụ khi cần thiết.

- RSVP (ReSource reserVation Protocol): Giao thức dành trước tài nguyên, là giao thức điều khiển Internet được thiết kế để cài đặt chất lượng dịch vụ trên mạng IP. RSVP là một

phần trong mô hình dịch vụ tích hợp. Cách thức hoạt động của giao thức RSVP: khi một nút nào đó gửi dữ liệu, nó gửi một bản tin qua các nút trung gian tới nút nhận, bản tin này chứa đặc điểm lưu lượng sẽ gửi, đặc

điểm của các nút mạng trên đường đi. Nút nhận sau khi nhận được thông điệp, căn cứ vào đặc điểm lưu lượng và đặc điểm đường đi, sẽ gửi lại một thông điệp để đăng ký tài nguyên

tại các nút trung gian trên đường đi đó. Nếu việc đăng ký thành công, nút gửi bắt đầu truyền dữ liệu. Nếu không, thông điệp đi đến nút gửi sẽ báo lỗi.

- GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching): được xây dựng dựa trên việc mở rộng tính năng của MPLS hướng đến mạng quang. Nhờ những tính năng mạnh trong quản

lý, giám sát và điều khiển tài nguyên mạng mà GMPLS được phát triển thành mảng điều khiển chuẩn hoá cho mạng truyền tải thế hệ sau.

Module định tuyến

Module định tuyến thực hiện các chức năng sau:

Tập hợp và truyền các thông tin trung kế TE.

Tập hợp và truyền các thông tin trung kế điều khiển

Tính toán định tuyến cho các dịch vụ

Các giao thức định tuyến thường dùng là OSPF, CSPF. Module điều khiển chuyển mạch:

Module này thực hiện các chức năng:

Tạo/xóa các kết nối chéo

Báo trạng thái liên kết và cảnh báo

Giao thức quản lý liên kết LMP (Link management Protocol) là giao thức được cung cấp bởi IETF, nó có các chức năng:

http://tudiencongnghe.com/Internet

http://tudiencongnghe.com/QoS

http://tudiencongnghe.com/IntServ

Đề tài KC.01.14/06-10

83

Kiểm tra kết nối liên kết (Link Connectivity Verification): Hỗ trợ việc phát hiện

topo mạng giữa các phần tử lân cận OXCs hoặc PXCs.

Tương quan các tham số liên kết (Link Parameter Correlation): hỗ trợ chức năng

trao đổi thông tin liên kết giữa các NE lân cận.

Quản lý kênh điều khiển (Control Channel Management): Giám sát kênh giao tiếp

giữa hai NEs lân cận.

Định vị lối liên kết (Link Fault Localization): Phát hiện, định vị vị trí mất liên kết

trên topo mạng giữa các PXC.

3.2.7.3. Các chức năng của mạng ASON

Tự động phát hiện Topology

a. Tự động phát hiện sợi: Sau khi kết nối sợi hoàn tất, thông tin kết nối bao gồm các

Board và các giao diện quang tại mỗi đầu cuối của mỗi sợi, được ghi lại đầy đủ trong các ASON NE. Khi các kết nối sợi thay đổi, mạng có thể tự động phát hiện sự thay đổi này bằng giao thức quản lý liên kết -LMP. Sau khi tất cả các sợi quang trong mạng được kết

nối, NMS có thể tìm thấy và tạo các kết nối quang ngay lập tức. NMS cũng có thể phát hiện sự cố đứt sợi theo thời gian thực (Hình 3.23).

Hình 3.23: Tự động phát hiện sợi

b. Tự động phát hiện liên kết: Các liên kết được chia thành liên kết điều khiển lưu lượng (TE) và liên kết thành phần (component link). Liên kết TE mạng thông tin về băng thông NE để cung cấp dữ liệu cho tính toán tuyến. Một sợi có thể bao gồm nhiều liên kết

TE. Liên kết component là một đơn vị băng thông nhỏ hơn. Một liên kết TE có thể bao gồm nhiều liên kết component.

Phần mềm ASON có thể phát hiện bất kỳ các thay đổi nào của các liên kết dịch vụ, bao gồm việc thêm liên kết, thay đổi tham số liên kết, xóa liên kết và các báo cáo đến NMS được kiểm soát theo thời gian thực. Như chỉ ra trên hình 3.24, khi một liên kết bị đứt, NMS

có thể tự động làm mới đồ hình liên kết.

Đề tài KC.01.14/06-10

84

Hình 3.24: Tự động phát hiện liên kết

Cấu hình đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end)

ASON hỗ trợ cả các dịch vụ tĩnh SDH và các dịch vụ ASON end-to-end. Để thiết lập

cấu hình dịch vụ ASON, khai thác viên chỉ cần chỉ ra node nguồn, node đích, yêu cầu băng thông và mức bảo vệ. Việc định tuyến dịch vụ và kết nối chéo tại các node trung gian sẽ được mạng thực hiện tự động. Khai thác viên cũng có thể thiết lập một số node hay liên kết

mà dịch vụ cần phải đi qua hay không được phép đi qua để giới hạn định tuyến. So với việc cấu hình dịch vụ của mạng SDH, ASON đã tận dụng được hoàn toàn các

chức năng định tuyến và báo hiệu và vì thế thuận tiện trong việc thiết lập dịch vụ. Ví dụ như việc thiết lập một dịch vụ ASON 155 Mbit/s giữa node A và node I trong hình 3.25. Mạng tự động tìm tuyến A-D-E-I và thiết lập kết nối chéo tại các node A, D, E, I. Mặc dù

có nhiều tuyến từ A đến I nhưng mạng sẽ tính toán tuyến tốt nhất theo thuật toán được cấu hình. Ở đây, giả thiết A-D-E-I là tuyến tốt nhất.

Dịch vụ được tạo ra theo tiến trình sau: - Chọn node nguồn - Chọn node đích

- Chọn băng thông - Chọn mức bảo vệ dịch vụ

- Tính toán tuyến - Tạo dịch vụ

Hình 3.25: Cấu hình dịch vụ end-to-end

Đề tài KC.01.14/06-10

85

Bảo vệ trong mạng hình lƣới

ASON cung cấp chế độ bảo vệ trong mạng hình lưới để tăng cường khả năng duy trì dịch vụ và an toàn mạng. Mạng hình lưới với độ mềm dẻo cao và khả năng mở rộng tốt

được coi là phương thức kết nối mạng chính của ASON. Khác với các phương thức kết nối mạng của SDH truyền thống, mạng hình lưới không cần tới 50% băng thông để dành trước cho bảo vệ nên nó có thể tiết kiệm tài nguyên băng thông và đáp ứng sự gia tăng nhu cầu

băng thông.

Hình 3.26: Mạng hình lưới

Như trên hình 3.26, khi liên kết C-G bị lỗi, mạng sẽ tính toán tuyến khác từ D đến H

để tạo dịch vụ. Ở đây, giả thiết tuyến mới D-E-F-H là tuyến mới. Các mức dịch vụ cam kết

ASON có thể cung cấp các dịch vụ với QoS khác nhau đến các khách hàng khác

nhau. Đó gọi là cam kết mức dịch vụ (SLA). Có các cấp dịch vụ như sau: - Các dịch vụ kim cương (diamond services): cung cấp phương thức bảo vệ tương tự như

bảo vệ SNCP (Subnetwork Connection Protection) 1+1, với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 50 ms. - Các dịch vụ vàng (gold services): cung cấp phương thức bảo vệ tương tự như bảo vệ

MSP (Multiplexer Section Protection) 1:1, với thời gian chuyển mạch bảo vệ nhỏ hơn 50 ms.

- Các dịch vụ bạc (silver services): cung cấp phương thức bảo vệ định tuyến lại thời gian thực với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 2 giây. - Các dịch vụ đồng (copper services): không bảo vệ

- Các dịch vụ sắt (iron services): tận dụng lưu lượng dự phòng của MSP 1:1, không bảo vệ và sẽ bị gián đoạn trong trường hợp chuyển mạch bảo vệ MSP. Các dịch vụ kết hợp

Tương tự như các dịch vụ 1+1, các dịch vụ kết hợp là hai dịch vụ thông thường, có tuyến khách nhau, được kết hợp với nhau. Trong quá trình định tuyến lại hay tối ưu dịch vụ

của một trong hai LSP, ASON sử dụng hoạch định tách rời tuyến 1+1 để tránh trường hợp các tuyến bị chung liên kết hoặc node. Như trên hình 3.2 7: A-D-E-I và A-B-G-H-I là hai LSP kết hợp. Khi sợi giữa B và G

bị đứt, đường định tuyến lại của LSP A-B-G-H-I phải tách rời với LSP A-D-E-I.

Đề tài KC.01.14/06-10

86

Hình 3.27: Các dịch vụ kết hợp

Các dịch vụ kết hợp có đặc điểm sau:

- Hỗ trợ tối ưu các dịch vụ kết hợp. - Hỗ trợ kết hợp hai dịch vụ đường hầm. - Hỗ trợ kết hợp hai dịch vụ bạc không hồi phục.

- Hỗ trợ kết hợp hai dịch vụ đồng - Hỗ trợ kết hợp một dịch vụ bạc và một dịch vụ đồng

- Hỗ trợ tối ưu dịch vụ - Không hỗ trợ kết hợp các dịch vụ có node nguồn khác nhau. - Không hỗ trợ kết hợp các dịch vụ kim cương và vàng.

- Không hỗ trợ kết hợp các dịch vụ bạc hồi phục. Dịch vụ đƣờng hầm

Các dịch vụ đường hầm (tunnel service) được sử dụng chủ yếu để mang các dịch vụ VC-12. Việc cấu hình một dịch vụ đường hầm khác so với các dịch vụ nêu trên. Kết nối chéo

từ card luồng nhánh đến card đường truyền chỉ có thể tạo và xóa bằng nhân công. Như trên hình 3.28, có một LSP ASON server giữa NE1 và NE2 có thể là LSP vàng hoặc bạc hoặc

đồng. Trong quá trình tạo dịch vụ, ASON có thể tự động chọn card đường truyền của NE1 và NE2 và khe thời gian của card đường truyền. Nhưng, khai thác viên phải thực hiện một cách nhân công việc tạo và xóa kết nối chéo VC-12 từ card luồng nhánh và card đường

truyền. Trong quá trình định tuyến lại và tối ưu của dịch vụ đường hầm, kết nối chéo tại node nguồn và node đích có thể tự động chuyển sang cổng mới.

Đề tài KC.01.14/06-10

87

Hình 3.28: Các dịch vụ đường hầm

Dịch vụ đường hầm có các đặc điểm sau: - Chỉ tạo và xóa bằng nhân công. - Hỗ trợ khóa định tuyến lại.

- Hỗ trợ kết hợp các dịch vụ đường hầm. - Hỗ trợ độ ưu tiên định tuyến lại.

- Hỗ trợ tối ưu dịch vụ. - Hỗ trợ các kiểu bảo vệ mức vàng, bạc và đồng. - Hỗ trợ chuyển đổi dịch vụ tĩnh thành dịch vụ đường hầm.

- Hỗ trợ chuyển đổi các dịch vụ đường hầm thành các dịch vụ tĩnh. - Hỗ trợ các dịch vụ đường hầm VC-4 không hỗ trợ đường hầm VC-12 hay VC-3. Tối ƣu dịch vụ

Sau khi thay đổi đồ hình nhiều lần, ASON có thể có các tuyến không thỏa đáng và vì thế cần phải tối ưu dịch vụ. Tối ưu dịch vụ nghĩa là tạo một LSP mới, chuyển dịch vụ được

tối ưu sang LSP mới và xóa LSP ban đầu để chuyển đổi và tối ưu dịch vụ mà không làm gián đoạn dịch vụ. Tối ưu LSP có các đặc điểm sau:

- Chỉ hỗ trợ tối ưu bằng nhân công. - Việc tối ưu chỉ có thể bắt đầu tại node nguồn.

- Việc tối ưu không làm thay đổi mức bảo vệ của dịch vụ được tối ưu. - Trong quá trình tối ưu, định tuyến lại, giảm cấp/nâng cấp hay xóa, không cho phép thực hiện các thao tác khai thác.

- Các dịch vụ định tuyến lại hồi phục không thể tối ưu trước khi chúng được hồi phục về trạng thái cũ.

- Các dịch vụ có khả năng tối ưu: kim cương, vàng, bạc, đồng, kết hợp và đường hầm. Trạng thái cân bằng của lƣu lƣợng mạng

ASON tính toán tuyến tốt nhất theo một thuật toán được định trước. Nếu có nhiều

dịch vụ giữa hai node, có thể có nhiều dịch vụ cùng chia sẻ một tuyến. Chức năng cân bằng lưu lượng mạng được sử dụng để tránh hiện tượng này. Như trên hình 3.29, có nhiều dịch

vụ bạc giữa R2 và R4. Để làm cho mạng thêm an toàn và tin cậy, ASON sẽ phân bổ đều chúng đến nhiều tuyến khách nhau như A-D-E-I, A-B-C-F-I và A-B-G-H-I.

Đề tài KC.01.14/06-10

88

Hình 3.29: Cân bằng dịch vụ

Nhóm liên kết cùng rủi ro

Các sợi trong một cáp quang có khả năng chịu cùng rủi ro, có nghĩa là khi cáp bị đứt,

tất cả các sợi trong cáp đều bị đứt. Vì thế, một dịch vụ ASON không nên được định tuyến lại một tuyến khác có cùng rủi ro. Thiết lập thuộc tính SRLG (Shared Risk Link Group) đúng cho các liên kết có cùng

rủi ro để đảm bảo rằng hai LSP của một dịch vụ kim cương sẽ không cùng cáp và để tăng khả năng định tuyến lại thành công ngay trong lần đầu tiên. Khai thác viên có thể thay đổi

thuộc tính SRLG.

Ƣu điểm của công nghệ ASON:

Bảo vệ dịch vụ: Tăng khả năng bảo vệ dịch vụ. Khi xảy ra sự cố, hệ thống chuyển mạch bảo vệ hoàn toàn tự động và đảm bảo thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 50ms

với cơ chế chuyển mạch bảo vệ và 2 s với cơ chế định tuyến lại. Sử dụng linh hoạt các mức dịch vụ, tùy theo yêu cầu của khách hàng mà có thể thiết lập mức ưu tiên dịch vụ khác nhau.

Sử dụng hiệu quả tài nguyên: Một đơn vị băng thông có thể dùng để bảo vệ cho nhiều hướng lưu lượng khác nhau do mạng có cơ chế bảo vệ bằng định tuyến lại.

Quản lý mạng: Khả năng quản lý đồ hình mạng theo thời gian thực do ASON cho phép NMS tự động phát hiện tài nguyên và cập nhật topo mạng. Rất thuận lợi trong

việc khai thác và mở rộng hệ thống. Việc thiết lập dịch vụ nhanh và thuận lợi với khả năng tự động cao.

Nhƣợc điểm của công nghệ ASON

Chỉ có hiệu quả đối với mạng hình lưới

Để đảm bảo sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng cho chuyển mạch bảo vệ dịch vụ thì việc quy hoạch lưu lượng đòi hỏi phải tính toán phức tạp.

Khai thác viên phải hiểu rõ về cơ chế ASON và hạ tầng mạng để điều khiển, xử lý trong quá trình khai thác và kiểm soát lưu lượng trong mạng.

Toàn mạng phải sử dụng một loại thiết bị.

Đề tài KC.01.14/06-10

89

3.3. Mạng truyền tải băng rộng của VNPT

Ngày nay do nhu cầu về các dịch vụ viễn thông hiện đang tiếp tục bùng nổ và phát triển với một tốc độ chưa từng thấy mà mạng viễn thông hiện tại không đáp ứng được. Do

sự tiến bộ vượt bậc về công nghệ trong lĩnh vực phần mềm, giao vận, liên kết đã tạo tiền đề cho các nhà cung cấp dịch vụ liên kết với nhau và tạo ra các dịch vụ có thể gọi là các dịch vụ hội tụ. Các dịch vụ khác nhau như thoại nội hạt, di động, đường dài với các dịch vụ

nhắn tin, truy nhập Internet.. ngày nay có thể thống nhất lại trong các dịch vụ khách hàng và tính cước tập trung. Như một sự lựa chọn, một số các nhà cung cấp dịch vụ đã cố gắng

để xây dựng một cơ sở hạ tầng hội tụ có thể cung cấp các dịch vụ số liệu, thoại, đa dịch vụ trên một mạng duy nhất sử dụng công nghệ chuyển mạch gói trên mạng xương sống.

Để có được một cơ sở hạ tầng mạng thích hợp cung cấp các dịch vụ trên nền IP, các

dịch vụ đa phương tiện, các dịch vụ hội tụ di động-cố định, v.v… đòi hỏi mạng truyền thông phải phát triển theo một cấu trúc mới tiên tiến hơn-cấu trúc dựa trên nguyên tắc

mạng NGN (Next Generation Network) với các tiêu chí cơ bản:

- Hội tụ dịch vụ thoại và dịch vụ dữ liệu.

- Hội tụ giữa di động và cố định

- Tách lớp điều khiển ra khỏi lớp truyền tải.

Xác định được sự phát triển tất yếu của mạng viễn thông thế hệ sau NGN của thế

giới cũng như nhu cầu chuyển đổi của mạng Viễn thông trong nước, Hội đồng quản trị Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam nay là Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam – VNPT đã đưa ra quyết định số 393QĐ/VT/HĐQT về việc phê duyệt định hướng tổ

chức mạng viễn thông đến năm 2010 và xa hơn đến 2020. Khi Bộ Bưu chính Viễn thông được thành lập và nay là Bộ Thông tin và Truyền thông cũng nhận thấy rõ vai trò và khả

năng của mạng thế hệ sau NGN, thấy rõ vấn đề cần phải chuyển đổi mạng Viễn thông tới NGN.

Tháng 12/2003, VNPT đã lắp đặt xong giai đoạn một mạng viễn thông thế hệ mới –

NGN (Mạng NGN-Mặt phẳng 1) và đã đi vào vận hành thành công. Đây là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói (packet- switch) MPLS/IP,

được VNPT chọn lựa để thay thế mạng viễn thông truyền thống-công nghệ chuyển mạch kênh (circuit -switch) TDM. Mạng này sử dụng công nghệ chuyển gói với đặc tính linh hoạt, ứng dụng những tiến bộ của công nghệ thông tin và công nghệ truyền dẫn quang

băng rộng nên tích hợp được các dịch vụ thoại và dịch vụ truyền số liệu.

Với ưu thế cấu trúc phân lớp theo chức năng và sử dụng rộng rãi các giao diện mở

API để kiến tạo các dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào các nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng, công nghệ mạng NGN đã đáp ứng được các yêu cầu kinh doanh trong tình hình mới là dịch vụ đa dạng, giá thành thấp, đầu tư hiệu quả và tạo được nguồn doanh thu

mới.

Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về lưu lượng của các dịch vụ thông tin và

truyền thông mới, VNPT đã và đang triển khai đưa vào khai thác mạng NGN mặt phẳng 2 với nhiều ưu thế vượt trội về năng lực truyền dẫn, tốc độ xử lý chuyển mạch và định tuyến. Giới thiệu cụ thể về các mặt phẳng NGN được trình bày ở phần dưới đây:

Đề tài KC.01.14/06-10

90

3.3.1. Mạng NGN-Mặt phẳng 1

Mạng NGN mặt phẳng 1 mà VNPT đang triển khai có cấu trúc gồm các lớp như sau:

Lớp ứng dụng và dịch vụ: Cung cấp một loạt các dịch vụ gia tăng như dịch vụ Prepaid 1719, Freephone 1800, VPN, Free Call Button... Hiện tại, mạng NGN đã kết nối với mạng viễn thông công cộng (PSTN) thông qua các Media Gateway thuộc lớp truy nhập đặt tại

các tỉnh, thành nhằm trung chuyển lưu lượng thoại truyền thống và chuyển một phần lưu lượng VoIP qua hạ tầng mạng NGN.

Lớp điều khiển và báo hiệu của mạng NGN: Sử dụng thiết bị SoftSwitch HiE9200 (Siemens) và hệ thống quản lý mạng NMS.

Lớp truyển tải, truyền dẫn (Core NGN): gồm 3 nút trục quốc gia đặt tại Hà Nội,

Tp.HCM và Đà Nẵng (3 core Switch M320 Router với dung lượng 320Gbps) cộng với các nút vùng tại các viễn thông tỉnh/thành phố (ERX1400 Router). Các nút này hoạt động hình

thành một mạng lõi IP/MPLS. Băng thông tuyến trục hiện đã được nâng cấp lên STM-64 trên WDM với tốc độ truyền dẫn 80 Gbps vừa triển khai.

Lớp truy nhập: Song song với việc thiết lập lớp truyển tải trục và vùng, VNPT đã và đang

gấp rút triển khai lớp truy nhập của mạng NGN với các Media Gateway và hệ thống băng rộng công nghệ xDSL hỗ trợ các kết nối ADSL, ADSL2+ và SHDSL, FTTX (GPON)...

Hình 3.30: Cấu hình mạng Quản lý điều khiển báo hiệu mạng NGN Việt Nam

VNPT lựa chọn Siemens là đối tác chính cung cấp các thiết bị mạng cho quá trình chuyển đổi tới mạng NGN của Việt nam, với các dòng sản phẩm chính là SURPASS. Cấu trúc mạng trục NGN mặt phẳng 1 của VNPT được thể hiện như hình 3.31 dưới đây.

Hànội

Đànẵng Phân bố địa lý

SC

P

LN

P I

N

MGCP

Mạng SS7 BICC

HCM

Hànội HCM

BICC

Trung tâm quản lý bảo dưỡng đặt tại Hà Nội

MGCP MGCP

SIGTRAN

SNM

P

SNM

P

Đànẵng

Điều khiển và báo hiệu

Signalling Gateways

Softswitch Media Gateways

RAS, VoIP, VoATM

Các tổng đài chuyển

mạch IP/ATM/MPLS

lớp biên và lõi

Truy nhập đa dịch vụ

hỗ trợ SIP, H323

Các tổng đài Host

PSTN

Qu

ản

lý v

à

bảo

dư

ỡn

g

Điề

u k

hiể

n

và b

áo

hiệu

T

ruy

nh

ập

Đề tài KC.01.14/06-10

91

HiE9200 HiQ20/30

HiR200

NetManager/ Boot Remote

HiQ4000 HiE9200

HiQ20/30

HiR200

NetManager

INTERNET

CISCO-7206

VRX Router

CISCO-7206

VRX Router

Core Soft

HiE9200

HNI

M320

Mạ ng biên các

tỉnh/thành

Mạ ng biên các

tỉnh/thành

Media Gateway PSTN

ERX 1400 Toll

Local ĐNG

M320

M320

ERX 1400 DSLAM

Network

STM-64

BICC- CS1*

ISUP

FE

MGs

ERX

Core Switch

HiE9200

HCM

Hình 3.31: Mô hình kết nối mạng trục NGN mặt phẳng 1 của VNPT

3.3.2. Mạng NGN-Mặt phẳng 2

Mạng NGN mặt phẳng 1của VNPT hiện chỉ mới triển khai với qui mô trung bình,

nên việc định tuyến lưu lượng thực hiện như sau:

Mạng NGN: truyền tải các loại hình thoại và Internet băng rộng ADSL, và một phần lưu lượng thoại của VoIP.

Mạng TDM (các tổng đài Toll của VTN): truyền tải các loại lưu lượng thoại TDM, lưu lượng Internet băng hẹp như hiện nay.

Hiện nay VNPT đang triển khai mạng NGN mặt phẳng 2 với cấu trúc như sau (Hình 3.32).

Mạng NGN mặt phẳng 2 ngoài việc tăng dung lượng so với mặt phẳn 1 nó còn thay

đổi kết nối với Internet quốc tế. Trước đây, các thuê bao tại các tỉnh kết nối tới mặt phẳng 1, mặt phẳng 1 kết nối với VDC, VDC kết nối ra quốc tế; còn mạng mặt phẳng 2 sẽ kết nối

trực tiếp ra quốc tế. Tiến độ triển khai hiện tại của Core NGN là đang chuyển đổi dần các thuê bao từ mặt phẳng 1 sang mặt phẳng 2. Trong mặt phẳng 2, MPLS được lựa chọn làm giao thức truyền tải. Tuy nhiên miền MPLS của IP Core và MAN-E là riêng biệt và LSP

không được thiết lập end-to-end giữa các MAN-E hoặc giữa MAN-E và IP Core.

Về cơ bản mạng NGN hiện nay của VNPT bao gồm các miền chính:

• Miền IP Core.

• Miền MAN-E.

Đề tài KC.01.14/06-10

92

• Miền truy nhập.

• Miền thuê bao.

HNI HCM

DNGHPG CTO

HNI HCM

DNGHPG CTO

VDC2VDC1

VDC3

HPG PoPHPG MAN-E

NDH PoPNDH MAN-E

CTO PoP CTO MAN-E

RR1 RR2

ASBR

HNI

ASBR

HCM

ASBR

DNG

Hình 3.32: Mô hình kết nối mạng trục NGN mặt phẳng 2 của VNPT

Miền IP core: Bao gồm các router P (core router), PE (provider edge) và ASBR (Autonomous System Border Router).

Router P: là router T-1600 của Juniper

- 10 router P đặt tại 5 thành phố: Hà Nội, HCM, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ.

- Kết nối thành 2 mặt phẳng để đảm bảo dự phòng.

Router PE là router 7750 SR của Alcatel – Lucent (ALU).

79 router PE đặt tại các tỉnh/ thành phố.

Số lượng PE đặt tại 1 tỉnh/thành phố có thể là 1 hoặc 2.

Router ASBR là router 7750 SR của ALU

- 5 ASBR đặt tại Hà Nội (2), HCM (2), Đà Nẵng (1).

- Kết nối với VDC 1, 2, 3.

Miền MAN-E: Bao gồm router PE-AGG (MAN Core), UPE (MAN Access), BRAS.

- PE-AGG, UPE do Cisco và Huawei cung cấp.

• Cisco: 7606, 7609.

• Huawei: NE40E-4.

- BRAS là router E-320 của Juniper, mỗi tỉnh/ thành phố có 1, 2 hoặc 3 BRAS.

Miền truy nhập:

- Kết nối với UPE của miền MAN-E.

- Bao gồm các thiết bị truy nhập cáp đồng và cáp quang.

Đề tài KC.01.14/06-10

93

• Cáp đồng: DSLAM, MSAN.

• Cáp quang: OLT, ONU, splitter.

Miền thuê bao:

- Bao gồm thiết bị đầu cuối khách hàng: modem HSI (High Speed Internet), thiết bị

VoIP, set top box (đầu cuối IPTV), đầu cuối Triple-play (HIS+VoIP+IPTV).

- Kết nối với DSLAM/MSAN của miền truy nhập.

Liên quan đến kết nối đường trục thì hiện nay Công ty Viễn thông liên tỉnh- VTN/VNPT

có 2 hệ thống truyền dẫn quang DWDM từ Hà Nội (HNI) đến Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) sử dụng thiết bị của hãng Nortel.

Hệ thống thứ nhất: Lắp đặt ban đầu dung lượng 20Gb/s cùng hệ thống quản lý mạng kèm theo. Sau đó, hàng năm nâng cấp thêm các bước sóng. Đã qua 3 lần nâng cấp. Lần 1: Nâng cấp lên 40Gb/s (thêm 02 bước sóng). Lần 2: Nâng cấp lên

50Gb/s (thêm 01 bước sóng). Lần 3: Nâng cấp lên 70Gb/s (thêm 02 bước sóng). Thiết bị hệ thống này gồm 3 phần: Phần DWDM là thiết bị LongHaul 1600; Phần

chuyển mạch bảo vệ là thiết bị HDXC; Phần SDH gồm các thiết bị OM-4200, OM-4150 và TN-4T.

Hệ thống thứ hai: Lắp đặt ban đầu dung lượng 80Gb/s cùng hệ thống quản lý mạng

kèm theo. Thiết bị hệ thống này gồm 3 phần: Phần DWDM là thiết bị CPL; Phần chuyển mạch bảo vệ là thiết bị HDXC; Phần SDH là thiết bị OME-6500.

Hiện nay, Công ty VTN đang thực hiện dự án nâng cấp lên 240Gb/s.

Đề tài KC.01.14/06-10

94

KẾT LUẬN Báo cáo đã trình bày tóm tắt hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam và xu hướng

phát triển trong tương lai gần. Báo cáo cũng tập trung trình bày các công nghệ truy nhập và

truyền tải hỗ trợ cho truyền dẫn IP băng rộng và thực tế hạ tầng truyền dẫn IP băng rộng ở

Việt Nam cả ở phần truy nhập và truyền tải. Báo cáo này cũng có thể được xem như kết

quả bước đầu hỗ trợ cho các công việc nghiên cứu tiếp theo của đề tài.

Đề tài KC.01.14/06-10

95

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trần Minh Tuấn, Viễn thông Việt Nam: Hiện trạng và Định hướng phát triển, Hội nghị Viễn thông quốc tế, Hà Nội, 5-2010.

[2] Michael J. O’ Mahony, Christina Politi, D. Klonidis, R. Nejabati, D. Simeonidou,

Future Optical Networks, IEEE Journal of Lightway Technologies, Vol. 24, No. 12, Dec. 2006.

[3] Cao Hồng Sơn, Truyền IP qua WDM, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn thông, 2007.

[4] Joseph Davies, Understanding IPv6, Microsoft Press, 2003.

[5] Kevin H. Liu, IP over WDM, QOptics Inc, Oregon, USA, 2002.

[6] Nguyễn Hồng Sơn, Giáo trình hệ thống mạng máy tính- CCNA- tập 1- NXB Lao Động - Xã hội, 2002.

[7] E. Rosen, Multiprotocol Label Switching Architecture, Network Working Group, January 2001.

[8] Web ProForum Tutorials, Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS), The

International Engineering Consortium, http://www.iec.org.

[9] Adrian Farrel Igor Bryskin, GMPLS - Achitecture and Aplication, Morgan Kaufmann

Publishers, 2006.

[10] Naoaki Yamanaka, Kohei Shiomoto, Eiji Oki, GMPLS Technologies Broadband Backbone Networks and Systems, Taylor and Francis, 2006.

[11] Thomas E.Stern, Georglos Ellinas, Krishna Bala, Multiwavelength Optical Networks - Architecture, Design, and Control, Cambridge University Press, 2009.

[12] Greg Bernstein, Bala Rajagopalan, Debanjan Saha, Optical Network Control:

Architecture , Protocols, and Standards, Addison Wesley, July 24th 2003.

[13] E. Mannie, Generalized Multi-Protocol Label Switching(GMPLS) Architecture, Network

Working Group, October 2004.

[14] Francesco Palmieri, GMPLS Control Plane Services in the Next-Generation Optical Internet, University of Napoli, Italy, November 24th 2008.

[15] Vũ Long Oanh, Các giải pháp mạng đô thị MAN, Luận văn Cao học, Trường Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2006.

[16] Fredrik Davik, Mete Yilmaz, Stein Gjessing, Necdet Uzun , IEEE 802.17 Resilient Packet Ring Tutorial, IEEE Communications Magazine, 2004.

[17] Huawei Technologies Co.Ltd, OptiX OSN 6800 Intelligent Optical Transport Platform, 2008.

http://www.informit.com/safari/author_bio.asp@ISBN=0201753014



Chƣơng trình trọng điểm cấp nhà nƣớc về


ĐỀ TÀI

“Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tƣơng tác trên nền

IP" - Open IPTV & Multiplay Infrastructure Reference Framework

Mã số: KC.01.14/06-10


“LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ

NHÀ CUNG CẤP CÔNG NGHỆ”



Ths. Tạ Lê Hoàng

Ths. Lê Thanh Tùng

Hà nội 7/2010


“TÀI LIỆU, BÁO CÁO, HỒ SƠ KĨ THUẬT (LỰA CHỌN

CÔNG NGHỆ VÀ NHÀ CUNG CẤP CÔNG NGHỆ)”

ĐỀ TÀI

“Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tƣơng tác trên nền


Mã số: KC.01.14/06-10

Version 1.2T



Đề tài KC.01.14/06-10

4

Mục lục

Mục lục.................................................................................................................................. 4

Danh mục các hình vẽ, đồ thị .............................................................................................. 7

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt .............................................................................. 9

Giới thiệu ............................................................................................................................ 14

Phân t ch đánh giá và lựa chọn Video Server.................................................................. 14

1.1. Đánh giá server .................................................................................................... 15

1.1.1 Các phần tử bên trong ........................................................................................ 16

1.1.2 Ba mặt phẳng ..................................................................................................... 16

1.1.3 Bốn cấu trúc....................................................................................................... 17

1.1.4 Tính co dãn (Scalability) ..................................................................................... 22

1.1.5 Các vấn đề độ tin cậy.......................................................................................... 23

1.1.6 Phân loại các server hiện đại .............................................................................. 24

1.2. Lựa chọn server định hướng dòng làm việc......................................................... 25

1.2.1 Các nguyên nhân quan trọng ............................................................................... 25

1.2.2 Phân tích dòng làm việc ...................................................................................... 26

1.2.3 Nghiên cứu nhà sản xuất ..................................................................................... 26

1.2.4 Biểu diễn và phân tích người bán......................................................................... 27

1.2.4.1 Server sản xuất ............................................................................................................................. 27 1.2.4.2 Server phân phối .......................................................................................................................... 28 1.2.4.3 Server dòng tin tức ...................................................................................................................... 29

Phân t ch đánh giá và lựa chọn Load Balance Server .................................................... 30

1.3. Server Load Balancing - SLB .............................................................................. 30

1.4. ADCs (Application Delivery Controllers ) .......................................................... 31

1.5. Các giải pháp chia tải trên thế giới....................................................................... 35

Lựa chọn MPEG- AVC/H.26 và ứng dụng trong phát d n truyền hình................... 37

1.6. Tính kế thừa của chuẩn nén H.264 ...................................................................... 38

1.7. Cơ chế nén ảnh của H.264 (MPEG-4 AVC)........................................................ 39

1.7.1 Giảm bớt độ dư thừa ........................................................................................... 39

1.7.2 Chọn chế độ, phân chia và chế ngự...................................................................... 39

1.7.3 Nén theo miền thời gian ...................................................................................... 40

1.7.4 Nén theo miền không gian ................................................................................... 40

1.8. Các ưu điểm nổi bật của chuẩn nén H.264 .......................................................... 41

1.8.1 Ưu điểm của nén không gian. .............................................................................. 41

1.8.2 Ưu điểm của nén thời gian .................................................................................. 42

1.8.3 Kích cỡ khối. ...................................................................................................... 42

1.8.4 Ưu điểm về lượng tử hoá và biến đổi.................................................................... 43

Đề tài KC.01.14/06-10

5

1.8.5 Ưu điểm đối với mã hoá entropy .......................................................................... 44

1.8.6 Một ví dụ về ưu thế của MPEG-4 so với MPEG-2 ................................................. 44

Triển khai Metadata .......................................................................................................... 45

1.9. Các dịch v mới và các k thuật kế h p với metadata ........................................ 45

1.9.1 Các thành phần của metadata. ............................................................................ 45

1.9.2 Một số ví dụ của metadata................................................................................... 45

1.9.3 Các dịch vụ dùng metadata. ................................................................................ 46

1.9.4 Tạo thị trường mới.............................................................................................. 48

1.9.5 Chuẩn hóa và thực thi ......................................................................................... 48

1.9.6 Kết hợp với các chức năng mạng ......................................................................... 48

1.10. Các biện pháp để triển khai các dịch v ứng d ng metadata ............................... 50

1.10.1 Tạo metadata hỗ trợ các dịch vụ ...................................................................... 50

1.10.2 Các dịch vụ kết hợp giữa truyền thông và quảng bá .......................................... 51

1.10.3 Cổng thông tin video (video portal) cho quản lý bản quyền số ........................... 52

1.10.4 Hệ thống dẫn đường (navigation) nội dung ...................................................... 53

1.10.5 Các dịch vụ tương tác ..................................................................................... 54

1.11. Metadata ph c v liên kết các dịch v media ...................................................... 55

1.12. H tr triển khai các dịch v Metadata ................................................................ 56

1.12.1 Các kỹ thuật cơ bản để xử lý metadata. ............................................................ 56

1.12.2 Kỹ thuật tạo metadata ..................................................................................... 57

1.12.3 Kỹ thuật chia sẻ metadata ............................................................................... 59

1.12.4 Kỹ thuật ứng dụng metadata............................................................................ 60

1.13. Các định d ng trao đổi file cho m ng sản xuất truyền h nh................................. 62

1.13.1 Một số khái niệm. ........................................................................................... 64

1.13.2 Truyền tải và lưu trữ file ................................................................................. 69

1.13.3 Các yêu cầu của người sử dụng đối với các định dạng file được sử dụng trong sản

xuất truyền hình.............................................................................................................. 72

1.13.4 Các định dạng file và metadata ....................................................................... 73

1.13.5 Một vài khía cạnh khác ................................................................................... 74

1.14. Các định d ng file cho lưu tr ............................................................................. 76

1.14.1 General Exchange Format .............................................................................. 77

1.14.1.1 Các ứng d ng GXF ..................................................................................................................... 77 1.14.1.2 Gói d liệu GXF .......................................................................................................................... 78 1.14.1.3 Thành phần GXF stream ............................................................................................................ 79

1.14.2 Định dạng tập tin MPEG-4 ............................................................................. 80

1.14.2.1 Các ứng d ng MPEG-4 .............................................................................................................. 80 1.14.2.2 Các MPEG-4 atom ...................................................................................................................... 81

1.14.2.3 Truy cập d liệu và các mô tả d liệu ...................................................................................... 81 1.14.2.4 MPEG-7 Metadata....................................................................................................................... 82

1.14.3 Định dạng AAF (Advanced Authoring Format) và MXF (Material Exchange

Format) 83

1.14.3.1 Các ứng d ng AAF và MXF ..................................................................................................... 83

1.14.3.2 AAF ............................................................................................................................................... 84

Đề tài KC.01.14/06-10

6

1.14.3.3 MXF............................................................................................................................................... 86

1.14.3.4 Các MXF Part ition và cấu trúc tập tin ..................................................................................... 86

1.14.4 Các MXF Partition và cấu trúc tập tin ............................................................. 89

1.14.4.1 MXF metadata.............................................................................................................................. 89

1.14.4.2 Bộ chứa chung cho d liệu audio video trong MXF ............................................................. 91 1.14.4.3 Chỉ số d liệu MXF (Data Indexing) và truy cập d liệu ..................................................... 92

Lựa chọn d ng làm việc dựa trên file............................................................................... 93

1.15. Dòng làm việc dựa trên file .................................................................................. 94

1.16. Các định d ng file số ............................................................................................ 97

1.16.1 Các container và wrapper ............................................................................... 97

1.16.2 Các container................................................................................................. 99

1.16.3 Các wrapper .................................................................................................. 99

1.17. Một số lưu ý khi thiết kế dòng làm việc dựa trên file ........................................ 100

1.17.1 Lập kế hoạch hệ thống .................................................................................. 100

1.17.2 Các cấu trúc lưu trữ...................................................................................... 101

1.17.3 Định dạng nén nội tại ................................................................................... 102

1.17.4 Từ điển metadata .......................................................................................... 105

1.17.5 An ninh hệ thống .......................................................................................... 106

Kết luận ............................................................................................................................. 107

Tài liệu tham khảo ........................................................................................................... 109

Đề tài KC.01.14/06-10

7


H nh 2-1 Sơ đ cây Mobile cho đánh giá Server ................................................................. 15

H nh 2-2: Các giá trị bên trong của server ........................................................................... 16

H nh 2-3: Server cơ bản lớp 1 .............................................................................................. 18




H nh 2-7: T ng độ tin cậy của hệ thống server khi d ng dự phòng N 2 và N+N............... 24

H nh 2-8: Quan hệ trong dòng sản xuất m u ....................................................................... 28

H nh 2-9: Quan hệ trong dòng phân phối m u .................................................................... 29

H nh 2-10: Quan hệ trong một dòng tin tức m u ................................................................. 30

H nh 4-1: Sơ đ khối mã hoá MPEG, đường đứt nét đặc trưng cho phần bổ sung của

MPEG-4 AVC trong việc nén theo miền không gian .......................................................... 40

H nh 4-2: MPEG-4 AVC có thể phân chia thành phần chói của từng MacroBlock theo

nhiều cách để tối ưu hoá việc b chuyển động .................................................................... 42

H nh 4-3: So sánh chất lư ng và tốc độ gi a MPEG-4 và MPEG-2 ................................... 44

H nh 5-1: Ví d về metadata ................................................................................................ 46

H nh 5-2: Các dịch v ứng d ng metadata .......................................................................... 47

H nh 5-3: Mô h nh chu i giá trị metadata ............................................................................ 47

H nh 5-4: Kết h p với điều khiển m ng .............................................................................. 49

H nh 5-5: Cấu trúc khái quát t o metadata h tr cho các dịch v ...................................... 50

H nh 5-6: Khái quát các dịch v sử d ng kết h p truyền thông và quảng bá ..................... 51

H nh 5-7: Ví d về cấu trúc dịch v DAM .......................................................................... 52

H nh 5-8: Cấu h nh hệ thống d n đường.............................................................................. 53

H nh 5-9: Cơ chế của cinema tương tác............................................................................... 54

H nh 5-10: Khái quát các dịch v liên kết media................................................................. 55

H nh 5-11: K thuật metadata cơ bản .................................................................................. 56

H nh 5-12 : Khái quát chức n ng của k thuật t o metadata nội dung ................................ 57

H nh 5-13: Cấu h nh chức n ng của hệ thống nền chia sẻ XML ......................................... 59

H nh 5-14: Cấu h nh chức n ng của MetaConcierge ........................................................... 61

Hi nh 5-15: Các m c và phần tử trong một Wrapper ........................................................ 65

Đề tài KC.01.14/06-10

8

H nh 5-16: Các công nghệ Streaming .................................................................................. 67

H nh 5-17: Ví d về sản xuất truyền h nh nối m ng tương lai ............................................ 67

H nh 5-18: Điểm các công nghệ truyền file ......................................................................... 68

H nh 5-19: Các giao thức truyền file đặc biệt ...................................................................... 68

H nh 5-20: Truyền và lưu tr file......................................................................................... 69

H nh 5-21: Truyền và lưu tr các File- các lớp khác nhau cần thiết.................................... 73

H nh 5-22: Tập h p đối tư ng Metadata trong một AAF file .............................................. 87

H nh 5-23: Ví d về cấu trúc của AAF ................................................................................ 87

H nh 5-24: Ví d về DMSI .................................................................................................. 91

H nh 6-1: Chu i giá trị quảng bá ......................................................................................... 94

H nh 6-2: Dòng làm việc dựa trên b ng video ..................................................................... 95

H nh 6-3: Môi trường lưu tr chia sẻ lý tưởng .................................................................... 95

H nh 6-4: Dòng làm việc ở thế giới thực ............................................................................. 96

H nh 6-5: Dòng làm việc dựa trên file tiên tiến d ng MXF ................................................ 96

H nh 6-6 : Cấu trúc DAS ................................................................................................... 102

H nh 6-7: Cấu trúc SAN .................................................................................................... 103

H nh 6-8: Cấu trúc NAS .................................................................................................... 103

H nh 6-9: Cấu trúc h n h p ............................................................................................... 103

H nh 6-10: Chu i quảng bá dựa trên file và MXF ............................................................. 105

H nh 6-11: Trao đổi file gi a bộ phận quảng bá và hệ thống ............................................ 105

Đề tài KC.01.14/06-10

9


Thuật ngữ viết tắt Từ đầy đủ Nghĩa tiếng Việt

AAC Advanced Audio Coding Mã âm thanh cao

AAF Advanced Authoring Format Định d ng tác giả nâng cao

AD Advertisement Quảng cáo

ADC Application Delivery

Controller

Bộ điều khiển phân phối ứng

d ng

API Application Program

Interface

Giao diện chương tr nh ứng

d ng

ASP Advanced Simple profile Thông tin đơn giản mức cao

AVC Audio Visual

Communication

Cộng đ ng âm thanh ảo

A/D Analogue and Digital

Converter

Bộ chuyển đổi tương tự/số

CA Conditional Access Truy cập có điều kiện

CDN Content Delivery Network M ng phân phối nội dung

CP Content Provider Nhà cung cấp nội dung

DAS Direct Attached Storage Lưu tr trực tiếp

DHCP Dynamic Host

Configuration Protocol

Giao thức cấu h nh host động

DSA Digital Signature Algorithm Thuật toán báo hiệu số

DSLAM Digital Subscriber Line

Access Multiplexer

Bộ ghép kênh truy cập

đường dây thuê bao số

Đề tài KC.01.14/06-10

10

DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá video số

DVB-C Digital Video Broadcasting-

Cable

Quảng bá video số- Cáp

DVB-S Digital Video Broadcasting-

Satellite

Quảng bá video số- Vệ tinh

DVB-T Digital video Broadcasting-

Terrestrial

Quảng bá video số- Mặt đất

ECM Entitlement Control

Message

Bản tin điều khiển quyền h n

EMM Entitlement Management

Message

Bảo tin quản lý quyền h n

FTP File Transfer Protocol Giao diện truyền tải file

HTTP Hyper Text Transport

Protocol

Giao thức truyền tải siêu v n

bản

ICMP Internet Control Message

Protocol

Giao thức bản tin điều khiển

Internet

ICP Internet Content Provider Nhà cung cấp dịch v

Internet


Protocol

Giao thức quản lý nhóm

Internet

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IPTV Internet Protocol Television Tivi trên nền IP

IRD Integrated

Receiver/Descrambler

Tích h p bộ trộn/bộ thu

ISMA Internet Streaming Media

Alliance

Liên minh truyền tải truyền

thông internet

Đề tài KC.01.14/06-10

11

ISO International Organization

for Standardization

Tổ chức tiêu chuẩn toàn cầu

J2EE Java 2 Platform Enterprise

Edition

Nền Java2 phiên bản doanh

nghiệp

JPEG Joint Photographic Experts

Group

Định d ng JPEG

MAM Media Assets Management Quản lý tài nguyên truyền

thông

MDN Media Delivery Network M ng phân phối truyền

thông

MIB Management Information

Base

Quản lý thông tin cơ bản

MM Media Manager Quản lý truyền thông

MPEG Motion Picture Expert

Group

Định d ng MPEG

MPTS Multi-program transport

stream

Lu ng truyền tải đa chương

tr nh

MXF Material Exchange Format Định d ng trao đổi chất

NTP Network Time Protocol Giao thức thời gian m ng

OMC Operation and Maintenance

Center

Trung tâm vận hành bảo

dưỡng

OSS Operation Support System Trung tâm h tr vận hành

PAL Phase Alternate Line Chế độ PAL

PES Packetized Elementary

Stream

Lu ng sơ cấp đóng gói đư c

Đề tài KC.01.14/06-10

12

PGM Pragmatic General

Multicast

Multicast cơ bản thực tế

PMS Product Management

Service

Dịch v quản lý sản phẩm

PPP Point-to-Point Protocol Giao diện điểm-điểm

PPPoE PPP over Ethernet PPP qua Ethernet

PS Program Stream Lu ng chương tr nh

QOS Quality of Service Chất lư ng dịch v

RADIUS Remote Authentication Dial

in User Service

Xác thực quay số từ xa trong

dịch v người dung

RF Raido Frequency Sóng radio

RFC Request for Comments Yêu cầu b nh luận

RFI Request for Information Yêu cầu thông tin

RRS Request Routing Server Yêu cầu server định tuyến

RTP Real-time Transport

Protocol

Giao thức truyền d n thời

gian thực

RTS Real-time Transfer Protocol Giao thức truyền tải thời gian

thực

RTSP Real-Time Streaming

Protocol

Giao thức truyền thời gian

thực

SCSI Small Computer System

Interface

Giao diện hệ thống máy nhỏ

SDI Serial Digital Interface Giao diện số Serial

SDK Software Development Kit Phát triển phần mềm Kit

SDH Synchronous Digital Cấp đ ng bộ số

Đề tài KC.01.14/06-10

13

Hierarchy

SM Streaming Media Lu ng truyền thông

SMS Subscriber Management

Service

Dịch v quản lý thuê bao

SNMP Simple Network

Management Protocol

Giao thức quản lý m ng đơn

giản

SOAP Simple Object Access

Protocol

Giao thức truy cập đối tư ng

đơn giản

SP Service Provider Nhà cung cấp dịch v

STB Set Top Box Set top box

Sync Synchronization Đ ng bộ

TCP Transfer Control Protocol Giao thức điều khiển truyền

d n

TS Transport Stream Lu ng truyền tải

TVOD TV Video On Demand TV Video theo yêu cầu

UDP User Datagram Protocol Giao thức gói d liệu người

dung

UM Usage Mediation Truyền thông thực d ng

URL Universal Resource Locator Định vị ngu n tổng

VBR Variable Bit Rate Tốc độ Bit biến đổi

VCDN Virtual Content Delivery

Network

M ng phân phối nội dung ảo

VOD Video On Demand Video theo yêu cầu

Đề tài KC.01.14/06-10

14

Giới thiệu

Do sự tiến triển vư t bậc của công nghệ nén video/audio, nố i m ng và lưu tr , các video

server có nhiều ưu điểm so với cách truyền tải bằng b ng từ truyền thống, chúng đang thay

thế nhanh các máy b ng trong nhiều ứng d ng. Tài liệu giúp đánh giá và lựa chọn các cấu

trúc server khác nhau đang trong sử d ng hiện nay.

Tài liệu c ng đề cập tới vấn đề phát triển các phương thức h tr để người sử d ng có thể

t m đư c nhanh chóng nội dung thông tin cần thiết. Metadata là một lo i d liệu cho biết

thông tin về nội dung, vị trí, các thuộc tính liên quan của một nội dung d liệu, giống như

một cuốn sách trong thư viện về các thông tin về tựa sách, số ISDN, thể lo i,… giúp người

sử d ng t m kiếm dễ dàng. Tài liệu tổng h p một số nghiên cứu về xu hướng của các dịch

v ứng d ng metadata và một số k thuật đã đư c sử d ng, với cơ sở khoa học là các công

bố gần đây từ bộ phận R&D của NTT Laboratories.

Các ứng d ng đa phương tiện như voice hay video đòi hỏi chất lư ng cơ sở h tầng rất tốt,

việc đảm bảo cho gói tin đến đích chưa phải là m c tiêu cuối c ng, mà còn đòi hỏi đảm

bảo về chất lư ng đường truyền, tốc độ xử lý của thiết bị, các công nghệ đóng gói gói tin,

chuyển đổi gói tin và truyền gói tin trên m ng. Một ví d , khi b n xem các đo n video trực

tuyến trên m ng, nếu gói tin bị mất, hay trễ, chương tr nh sẽ t m dừng và gửi yêu cầu tới

máy chủ dịch v để yêu cầu gửi l i gói tin. Và cho d gói tin có đến đích, nhưng b n v n

cảm thấy khó chịu v sự gián đo n này. Chính v lý do đó, các ứng d ng Voice, video đòi

hỏi đư c xử lý một cách khác biệt với nh ng ứng d ng thông thường khác. Điều này đư c

giải quyết khi b ng thông kết nối đảm bảo cho mọi người trên m ng, mọi ứng d ng trên

m ng. Thêm vào đó, n ng lực xử lý của các máy chủ có giới h n. M i máy chủ có m nh

đến đâu c ng chỉ có thể xử lý đư c một số lư ng kết nối nhất định và giới h n. Việc máy

chủ quá tải khi có quá nhiều yêu cầu cần xử lý là hoàn toàn có thể xảy ra. Khi đó, doanh

nghiệp sẽ phải tính đến việc trang bị một máy chủ mới có n ng lực xử lý m nh hơn đáp

ứng đư c yêu cầu hiện t i. Rất may là công nghệ cân bằng tải cho các máy chủ ra đời đã

giải quyết đư c vấn đề này mà không cần phải lãng phí các máy chủ c đang ho t động.

Phân t ch đánh giá và lựa chọn Video Server

Có thể hiểu một server như một máy tính có bộ nhớ lớn, tốc độ cao, ho t động như bộ lư u

tr d liệu và các chương tr nh ứng d ng trong m ng. M c đích đầu tiên của video servers

Đề tài KC.01.14/06-10

15

là cung cấp nhiều kênh video thời gian thực qua các kết nối SDI và SDTI. Tuy nhiên, c ng

với việc áp d ng ngày càng phổ cập công nghệ thông tin (IT) vào trong truyền h nh, các

video server c ng phải thích nghi với các kết nối m ng. Với tầm quan trọng như vậy, video

server rất đáng để m i người cán bộ k thuật truyền h nh quan tâm, d có khi chỉ ở mức

kiến thức cơ bản.

1.1. Đánh giá server

Các server đư c thiết kế dựa trên bốn cấu trúc khác biệt; m i phương pháp có các ưu điểm

c ng như sự dung hoà nhất định. Để đánh giá server c ng cần thảo luận các vấn đề có liên

quan như lưu tr , độ tin cậy và tính mềm dẻo.

Khi đánh giá server có thể d ng mô h nh cây Mobile, do Alexander Calder (1898 – 1976)

đưa ra, như tr nh bày ở h nh 2-1. Mobile biểu diễn server có hai phần riêng biệt và cả hai

đều nằm trong sự cân bằng. Tất cả các phần tử biểu diễn hoặc là đặc điểm sản phẩm (phía

phải), hoặc là các giá trị của nhà sản xuất (phía trái). Phía trái biểu diễn các giá trị phía bên

ngoài (extrinsic value) của sản phẩm còn phía phải biểu diễn các giá trị phía bên trong

(intrinsic value) của sản phẩm.

Hình 0-1 Sơ đồ cây Mo ile cho đánh giá Server

Việc liên h p cả giá trị bên ngoài và bên trong t o thành giá trị toàn phần của sản phẩm.

Một cách lý tưởng, giá trị này phải bằng giá sản phẩm.

Đề tài KC.01.14/06-10

16

Xem xét phía trái của Mobile ta thấy: có nh ng mặt của sản phẩm nằm ngoài các thành

phần cứng và phần mềm của nó. Tất nhiên tầm nh n của người bán (vendor‟s vision), việc

ghi theo dõi sản phẩm (product track record), sự ổn định tài chính và dịch v / h tr là

ch a khoá để đưa ra quyết định mua hàng. Mặt khác, phía phải hiển thị các khía c nh rất

đặc biệt để thi hành chức n ng c ng như l i ích của server về mặt vật chất. Bài này sẽ tập

trung vào các giá trị bên trong và dành việc phân tích người bán bên ngoài cho người đọc

tự suy xét.

1.1.1 Các phần tử ên trong

Khi đánh giá Server có thể biểu diễn các giá trị bên trong của nó như ở h nh 2.2. Các h ng

m c để đánh giá g m: (1) ba mặt phẳng, (2) các cấu trúc, (3) các tiểu hệ thống lưu tr , (4)

tính co dãn, (5) độ tin cậy.

Hình 0-2: Các giá trị ên trong của server

1.1.2 Ba mặt phẳng

Trong thế giới của thiết bị viễn thông, công nghệ thông tin (IT) và Internet, các thiết bị

thường đư c thiết kế khi d ng mô h nh ba – mặt phẳng (three – planes model). Ở đây cần

hiểu từ “mặt phẳng” (plane) chỉ miền ho t động chức n ng. Các miền là riêng biệt và đề

nghị các giá trị khác nhau cho người sử d ng. Ví d mặt phẳng (miền) d liệu (data) có các

đặc điểm khác hoàn toàn với các đặc điểm của mặt phẳng điều khiển (control plane) và mặt

phẳng quản lý (management plane). Mô h nh này là lý tưởng cho việc mô tả các khía c nh

d liệu, điều khiển và quản lý. Việc duy tr ba mặt phẳng tách biệt có các ưu điểm về mặt

chức n ng. M i mặt phẳng g m có các lớp: vật lý, cấu trúc d liệu, giao thức / framing và

Đề tài KC.01.14/06-10

17

ứng d ng. Giao diện SDI (SMPTE 259M) có thể xem như một thành phần của mặt phẳng

d liệu. Nó g m lớp vật lý, lớp framing và lớp định d ng. Ngày nay, mặt phẳng điều khiển

là các tập lệnh sở h u riêng chủ yếu (Sony protocol, Louth protocol…) trên các kết nối

RS-422. Tuy nhiên điều này c ng đang thay đổi. SMPTE đang chuẩn hoá các ngôn ng

khác nhau cho điều khiển máy. Hơn n a điều khiển máy qua m ng LAN chuẩn hoá đang

trở thành thực tế. Ví d , các server Media Stream và Thunder của Pinnacle có thể đư c

điều khiển đơn giản như recording / playing, trong khi các server khác đưa ra chức n ng

giàu có như: keying, output wipes, trimming và xem độ phân giải thấp (low – res. Proxy

viewing).

Trong số ba mặt phẳng th mặt phẳng quản lý kém trưởng thành nhất. Ngày nay, trong hầu

hết các trường h p, các thiết bị quảng bá thường không có mặt phẳng này. M c đích của

mặt phẳng này là cho phép thiết bị cấu h nh và hiển thị tất cả các ho t động của nó. Công

nghệ thông tin đang d n đầu trong ph m vi này. Các nhà cung cấp thiết bị quảng bá đang

bắt đầu đưa các h tr SNMP (Simple Network Management Protocol) và MIB

(Management Information Base) vào trong các sản phẩm của họ. SNMP và MIB t o thành

cơ sở của mặt phẳng quản lý.

Khi đánh giá sản phẩm hãy hỏi về các đặc điểm k thuật của m i mặt phẳng này. V nền

công nghiệp thế giới đang tiến lên phía trước, các mặt phẳng này sẽ đư c chuẩn hoá hoàn

toàn. Hiện t i mặt phẳng d liệu là trưởng thành nhất, sau đó là mặt phẳng điều khiển và

cuối c ng là mặt phẳng quản lý.

Khi xem xét các mặt phẳng cần chú ý đặc biệt tới nhu cầu liên ho t trao đổi file. Hầu hết

các server nén tín hiệu A/V tới và lưu tr nội dung như các file MPEG hoặc DV. Tuy

nhiên các file cần phải đư c di chuyển gi a các server qua các m ng LAN và WAN. Để

làm tốt việc này các d ng file và metadata kèm theo phải đư c chuẩn hoá.

1.1.3 Bốn cấu trúc

Có nhiều nhà sản xuất Video Server, m i nhà quảng cáo một số ưu điểm đặc biệt với cấu

trúc của họ. Liệu thực tế tất cả các server đều khác nhau? Hoặc có nh ng điểm chung mà

các server có thể đư c phân lo i theo đó? Phần này nêu bốn cấu trúc cơ bản của tất cả các

server A/V.

H nh 2.3 mô tả lo i server đơn giản nhất trong tất cả. Nó trông giống và ho t động giống

một máy tính nhưng với các yêu cầu vào/ra (I/O), đáp ứng thời gian và lưu tr chuyên

Đề tài KC.01.14/06-10

18

d ng. Bus kết nối tập trung và công suất CPU làm giới h n chỉ tiêu k thuật của kết nối

lo i này. Một số lo i d ng cấu trúc bus / chuyển m ch phân bố để đ t đư c chỉ tiêu k

thuật cao hơn một bus đơn. Ngoài ra, một số hệ thống d ng các bộ xử lý nhiều đường để

cải thiện công suất. Tất nhiên người ta có thể xây dựng một server lớn có tính chất này, tuy

vậy cần phải xem xét vấn đề giá thành, tính mềm dẻo và độ tin cậy. Nh n chung, các server

lo i này thường h tr ít hơn 15 kênh video b ng thông cao (20 Mb/s).

Hình 0-3: Server cơ ản lớp 1

Trong các máy tính truyền thống, hầu hết lưu lư ng d liệu bên trong đi qua CPU. Nếu các

card I/O đư c thiết kế chính xác, hầu hết d liệu liên quan với lưu tr có thể đi (bypass)

qua CPU bằng cách dịch chuyển trực tiếp từ / đến lưu tr và các cổng I/O. Do vậy có thể

t ng chỉ tiêu k thuật bus đến 2 lần (2 X).

Hầu hết các server lo i này d ng các thành phần bản sao (replicated component) để thực

hiện độ tin cậy. Nhờ t ng gấp đôi ngu n cung cấp, qu t, các bộ điều khiển và driver lưu

tr , các hệ thống này có xác suất sẵn sàng làm việc cao. Tuy nhiên, thậm chí các hệ thống

dự phòng cao nhất c ng có thể hỏng.

H nh 2.4 mô tả lo i 2. Đó là c m (cluster) các server lo i 1. Thông thường c m đư c t o

thành khi d ng vòng kênh s i quang (Fibre Channel – FC) hoặc m ng chuyển m ch

(switch fabric). Các ưu điểm của lo i này là như sau: thứ nhất m i nút (node) là một server

độc lập. Tính độc lập cải thiện dung sai l i của cả c m. Nội dung A/V có thể đư c mã hoá

đến một server bất kỳ và đư c di trú sang server khác dưới sự điều khiển tự động. Hầu hết

các nhà cung cấp có thể cân bằng tải nội dung qua server lo i này. Cân bằng tải là công

Đề tài KC.01.14/06-10

19

nghệ trưởng thành và đư c sử d ng hàng ngày trong các hệ thống quảng bá trên toàn thế

giới. Lo i server này là lý tưởng cho các ứng d ng sau: ghi, cung cấp đa kênh vệ tinh; hệ

thống server cho dịch v video theo yêu cầu (NVOD); phát x mặt đất c ng như vệ tinh

của d liệu d ng ngắn và dài; hệ thống dung sai l i thật sự.


Một không gian ứng d ng khác (tuy không lý tưởng) cho cấu trúc này là biên tập (dựng)

tập thể (tin, thể thao…). Ứng d ng này thường yêu cầu tất cả nội dung phải có sẵn cho

nhiều người dựng đ ng thời (ví d trong server class 3 – lo i lý tưởng cho ứng d ng này).

Đối với các ứng d ng yêu cầu từ một số đến 100 kênh A/V, server lo i 2 có ưu thế nổi bật.


H nh 2.5 mô tả server lo i 3. Về cơ bản nó là cấu trúc lưu tr chuyển m ch, còn đư c gọi

là m ng lưu tr (Storage Area Network – SAN). Một biến thể khác của lưu tr chuyển

Đề tài KC.01.14/06-10

20

m ch là lưu tr gắn với m ng (Network Attached Storage – NAS). Với NAS, các tiểu hệ

thống lưu tr (Storage Subsystem) đư c thay bằng file server với tiểu hệ thống lưu tr

riêng của nó.

Trong server lo i 3, m i node I/O nối đến một lưu tr chung khi d ng m ng chuyển m ch.

Chú ý đến hộp đư c nhận biết bởi dấu g ch (---) trong h nh vẽ. Các thành phần trong hộp

này miêu tả server lo i 1. Một trong nh ng đặc trưng của lo i này là hệ thống file phân bố.

Khác với cấu trúc lo i 2, trong đó m i node trong vòng là một server độc lập, m i node

trong hệ thống lo i 3 là một node ph thuộc. Node đặc biệt ph thuộc khi xét tới hệ thống

file. Khi node nhập hoặc mã hóa một file video mới, tất cả các node khác phải ý thức đư c

ngay lập tức sự có mặt của file mới. Điều này đư c làm không cần có sự tr giúp của logic

tự động hóa thông thường. Ph thuộc vào các cho phép truy cập file, một node bất kỳ có

thể truy nhập một nội dung lưu tr bất kỳ. Đó chính là sức m nh của server lo i 3. Đây là

ứng d ng khả thi nhất khi nhiều người muốn đ ng thời truy nhập lưu tr .

Quan niệm hệ thống file chung đư c chia xẻ bởi tất cả các node không phải là đơn giản.

Có nhiều cách thực hiện hệ thống file như vậy. Một cách thông d ng là d ng bộ điều khiển

metadata để lưu tr các tính chất file và các vị trí (locator) khối lưu tr đĩa. Tất cả các node

có truy nhập tới file metadata chia xẻ c ng một hệ thống file. Quan niệm metadata có thể

đư c thực hiện trong hàng lo t cách khác nhau. Một phương pháp là d ng bộ điều khiển

riêng biệt (máy tính) để lưu metadata. Đối với các hệ thống cần xác suất làm việc cao, bộ

điều khiển này phải đư c cấu h nh có dung sai l i. Mặc d bộ điều khiển metadata không

đư c chỉ ra trong h nh 2.5, nhưng nó đư c giả thiết là có mặt. Các phương pháp khác là đặt

vật tương đương bộ điều khiển metadata trong node chính hoặc đư c phân bố gi a các

node.

Chức n ng chuyển m ch lưu tr thực tế có thể đư c thực hiện bằng nhiều phương pháp.

Các phương pháp chung nhất: chuyển m ch vòng FC; m ng chuyển m ch FC; chuyển

m ch Ethernet; truy nhập trực tiếp điểm – điểm (m i node có lưu tr trực tiếp tới node lưu

tr bất kỳ).

Để cân bằng tải đúng, tất cả nội dung A/V thường đư c trải (stripped) suốt các đĩa. Đối với

cấu trúc mở rộng lớn, chỉ tiêu của cấu trúc này ph thuộc vào bản chất của chuyển m ch.

Nhờ phân bố đúng tất cả các file lưu tr , b ng thông truy nhập có sẵn t ng nên h tr nhiều

node hơn. Việc trải d liệu t o thành một d ng ph thuộc khác. Nếu một tiểu hệ thống lưu

tr hỏng v một lý do nào đó, th tất cả các node mất truy nhập tới tất cả lưu tr , làm hỏng

Đề tài KC.01.14/06-10

21

ho t động của toàn bộ server. Có nhiều phương pháp để giảm ảnh hưởng của một điểm đơn

của các thành phần bị hỏng, nhưng điều này làm t ng tính phức t p của giải pháp.

Việc xây dựng hệ thống server lo i 3 lớn, tin cậy là không đơn giản. Nhiều node hơn

thường yêu cầu lưu tr chung bổ sung và nhiều b ng thông truy nhập hơn qua m ng

chuyển m ch. Có các phương án khác về mặt này nhưng hầu hết các hệ thống thực tế (<64

I/O channel) sẽ tuân theo các nguyên lý đư c nêu ra ở đây.


H nh 2.6 mô tả server lo i 4, có ứng d ng trong streaming video qua m ng Internet. Trước

đây các nhà quảng bá thường không có lo i hàng này, tuy nhiên hiện nay do ứng d ng

Internet ngày càng trở nên phổ biến, họ đã d ng lo i này để ph c v một số không h n chế

các stream đ ng thời.

Lo i 4 g m có c m các server lo i 1. Người xem đư c hướng tới node server đư c lựa

chọn bởi bộ định tuyến mức 4. Cần chú ý rằng bộ định tuyến mức 3 định tuyến ở mức IP.

Bộ định tuyến mức 4 định tuyến ở mức ứng d ng (TCP cho tr nh bày ở đây) và d ng các

chiến lư c khác nhau để cân bằng tải các yêu cầu người sử d ng.

Cần lưu ý rằng bộ định tuyến vật lý không phải là cách duy nhất để cân bằng tải các node.

Một chiến lư c thông d ng khác là d ng các đặc điểm của server tên miền DNS (Domain

Name Server) trong việc chỉ định các địa chỉ IP cho các server node đích. Bất kể phương

pháp nào đư c sử d ng, một chú ý trong cân bằng tải là phân phối cho m i server c ng

một số người sử d ng về mặt trung b nh.

Nh n chung bản chất của IP cho phép server lo i 4 đư c phân bố về mặt cơ học trên một

miền địa lý rộng. Việc có các node khác nhau trong các vị trí khác nhau, thậm chí trong

Đề tài KC.01.14/06-10

22

các nước khác nhau, không phải là điều hiếm. Ở đây cần chú ý phương pháp t o dòng

video. Trong trường h p xấu nhất, mọi node phải có nội dung lưu tr video đ ng nhất.

Điều này là thực tế v các file video web (thường là các định d ng Microsoft, Real

Netwoks họ c Quick Time) có kích thước nhỏ và bản sao nội dung không phải là gánh

nặng chính. Nhiều công ty đưa ra phần mềm ứng d ng để cân bằng tải tự động nội dung

lưu tr của m i node.

Một thành phần khác của server đư c cân bằng là tiểu hệ thống lưu tr . Theo thuật ng

chung có ba d ng hệ thống lưu tr đĩa. Đầu tiên là drive r đĩa đơn. T i thời điểm tháng

7/2000, driver 72 GB là có sẵn, t ng lên 144 GB vào n m 2001. Một driver 72 GB có thể

lưu khoảng 16 giờ video / audio có nén với tốc độ bit 10 Mb/s. D ng thứ hai là m ng c m

đĩa JBOD (Just a Bunch Of Dist), thường là m ng 8 – 10 đĩa trên một vòng FC chung. Một

frame có thể có hai ngu n cung cấp. Phương pháp này có đư c sự gia t ng tuyến tính trong

lưu tr , 160 giờ với 10 đĩa 72 GB, và t ng gần tuyến tính trong b ng thông đĩa ghi/đọc

(R/W). Ngoài ra, thường th tất cả nội dung đư c trải (strip) trên tất cả các đĩa trong m ng.

Điều này làm t ng b ng thông đĩa có sẵn lên xấp xỉ N lần b ng thông của một đĩa đơn, với

N là số đĩa trong m ng.

M ng JBOD dễ lâm vào nguy cơ mất nội dung lưu tr , nếu một trong các đĩa bị hỏng.

M ng dự phòng các đĩa độc lập hoặc không đắt RAID (Redundant Array of Independent)

đã khắc ph c điểm yếu này.

Có nhiều d ng RAID. RAID mức 0 (level 0) xác định việc trải d liệu – phân bố file qua

vài đĩa. RAID mức 1 xác định phản ánh gương – copy nội dung của 1 drive lên drive thứ 2.

RAID các mức 2 – 5 d ng d liệu chẵn (parity) để khôi ph c l i d liệu bị mất.

1.1.4 T nh co dãn (Scala ility)

Tính co dãn liên quan đến khả n ng mở rộng thông số của server khi cần thiết. Ví d lúc

ban đầu chỉ cần mua server có 2 đầu vào, 4 đầu ra, gọi là 2 x 4. Tuy nhiên sau đó, do nhu

cầu sử d ng, liệu có thể nâng cấp nó thành 2 x8? Yếu tố nào ảnh hưởng đến tính co dãn?

Server lo i nào có tính co dãn tốt nhất?

Hãy bắt đầu với các server nhỏ. Đối với một số nhỏ các cổng I/O, server lo i 1 là thực tế

nhất. Nếu b n mua server lo i 1, hãy bảo đảm rằng nó có thể trở thành 1 nút trong hệ thống

lo i 2. Bằng cách này b n có thể mở rộng vô h n hệ thống. Lo i 2 có thể t ng đến hàng

Đề tài KC.01.14/06-10

23

tr m cổng bằng cách bổ sung các nút cho vòng hoặc m ng chuyển m ch (h nh 2.4). Về bản

chất m ng vòng / chuyển m ch có dung sai l i.

Lo i 3 đư c mở rộng bằng cách bổ sung các nút và lưu tr riêng biệt. Trong thực tế công

suất và độ tin cậy chuyển m ch SAN sẽ giới h n số nút. Việc mở rộng lưu tr lo i này có

thể đòi hỏi việc phân bổ l i hoàn toàn tất cả nội dung xuyên suốt tất cả các m ng lưu tr .

Đó là một nhiệm v không dễ dàng. Tính phức t p co dãn t ng đáng kể khi số kênh lớn

hơn 64, nhưng c ng ph thuộc vào công suất d liệu / một kênh. Cuối c ng, lo i 4 có thể

co dãn để h tr nhiều Terabyte lưu tr (1 TB = 1000 GB) và nhiều triệu người xem.

1.1.5 Các vấn đề độ tin cậy

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống server, trong đó các khía c nh sau

là chính: tính m nh khỏe (robustness) của server và phần mềm tự động hóa; tính phức t p

và sự chín mu i (maturity) của phần mềm; chiến lư c bảo vệ lưu tr ; các thành phần dự

phòng (qu t, ngu n cung cấp, các codec…); các nút dự phòng, tất cả các lo i có thể d ng

nút dự phòng, cấu h nh N N hoặc N 1.

Trong thực tế phần mềm thường hỏng nhiều hơn phần cứng. Nh ng yếu tố cơ bản liên

quan đến độ tin cậy của phần mềm: rãnh ghi của server, sự phức t p của thiết kế, độ ổn

địnhcủa giải pháp bao g m điều khiển tự động.

Phần cứng c ng có thể hỏng, và thực tế có hai phương pháp để thực hiện dung sai l i thực

sự. Server lo i 1 không thể dung sai l i thật sự. Có các thiết kế làm cho lo i này có thể

dung sai l i, nhưng chúng đắt và không co dãn với một số nhỏ I/O. Do vậy cần hướng tới

các lo i 2, 3 và 4 để có đư c xác suất làm việc cao thật sự.

Hai phương pháp làm việc trong thực tế là phương pháp dự phòng thật sự N N và

phương pháp N 1, với N là số nút ho t động trực tiếp trong c m. Mirror là thiết kế bản

sao của nút. Ví d h nh 2.7 chỉ ra hệ thống server lo i 2 có 4 nút. Với phương pháp mirror,

có hai nút đư c kích ho t (N = 2) và hai nút dự phòng (standby). Các nút standby có nội

dung đư c lưu đ ng nhất với các nút ho t động. Nếu nút ho t động hỏng do một nguyên

nhân nào đó, node standby đư c gọi để tiếp t c công việc của nó. Nhiều người bán sản

phẩm h tr phương pháp mirror này. Phương pháp 2 x này đắt nhưng t o sự an tâm cho

người điều hành v nó đơn giản và đảm bảo thông số k thuật.

Một phương pháp hiệu quả hơn là thêm vào chỉ một nút server standby (do vậy có tên là

N 1). Giả sử có một nút ho t động hỏng. Nếu nút standby có các bản copy nội dung A/V

Đề tài KC.01.14/06-10

24

đư c lưu của ba nút kia th nó có thể đảm nhận nhiệm v của nút ho t động bị hỏng bất kỳ.

Thực tế, lưu tr phải là bản sao nhưng điều này không quá nặng như ta thường nghĩ. Ví d ,

hệ thống bốn server cấu h nh N 1 chỉ làm t ng 10 – 15% giá thành toàn bộ của hệ thống

do lưu tr trong nút dự phòng. Tuy nhiên giá thành lưu tr giảm nhanh so với giá của các

thành phần hệ thống khác. Đây là cấu h nh rất tin cậy.

Hình 0-7: Tăng độ tin cậy của hệ thống server khi dùng dự ph ng N 2 và N+N

Đối với hệ thống lo i 3, phương pháp N 1 c ng làm việc tốt. Tuy nhiên hãy nhớ rằng

d ng cấu trúc này có các nút ph thuộc so với các nút độc lập trong lo i 2. Tiểu hệ thống

lưu tr và chuyển m ch c ng cần có tính tin cậy tốt.

Mặc d tính hiệu quả giá thành của phương pháp N 1 là tương đối tốt, nhiều nhà thiết kế

hệ thống v n chọn phương pháp dự phòng (N N) cho cả các hệ thống lo i 2 và 3. Lý do

là do cấu trúc và điều khiển tự động đơn giản khi có một nút hỏng và là công nghệ rất chín

mu i.

1.1.6 Phân loại các server hiện đại

M i lo i server đều có điểm m nh và yếu. Dưới đây là các lo i server (có tính tương đối)

của một số hãng:

Lo i 1: Pinnacle system, GVG, Sony, Panasonic, các nhà sản xuất khác.

Lo i 2: GVG‟s Profile Server, Pinnacle systems‟ MediaStream Server.

Lo i 3: Leitch VR Series Broadcast Video Server, SeaChange MediaCluster, Pinnacle

systems‟ Thunder Server.

Lo i 4: Hewlett – Packard, Sun, Compaq, IBM, Dell…

Tất nhiên có cả các lo i lai ghép (hybrid), ví d cấu trúc lo i 2 ở ngoài nút của lo i 3.

Đề tài KC.01.14/06-10

25

1.2. Lựa chọn server định hƣớng d ng làm việc

Việc lựa chọn server đòi hỏi phải có kế ho ch và nghiên cứu cẩn thận v server thuộc cơ sở

h tầng quan trọng; Khi lựa chọn server cho tr m, cần phải tính tới cả khả n ng sử d ng

ngắn h n và dài h n.

Bước đầu tiên trong lựa chọn server là xác định miền ứng d ng của nó. Server cần cho m c

đích g ? Ví d , Server d ng cho phát x (playback on-air server) là hoàn toàn khác với

server sản xuất (playback clip server), cả trong ý nghĩa dung lư ng / chỉ t iêu k thuật và

giá thành. Bước thứ hai là phải biết ai là người chính yếu cung cấp giải pháp. Khi đư c

trang bị cả hai yếu tố này (server d ng cho m c đích g và giải pháp (do người bán cung

cấp)), nhà quản lý k thuật hoặc người k sư có thể bắt đầu quá tr nh ra quyết định. Đó

không phải là công việc dễ dàng v công nghiệp đang trong sự chuyển dịch liên t c.

Trước kia server thường đư c d ng cho một ứng d ng riêng biệt, h tr một chức n ng

đơn lẻ như truyền d n hoặc cài đặt quảng cáo, thương m i, khi đó chúng là một phần tử

chung cho mọi hệ thống. Tuy nhiên, hiện nay các nhà quảng bá đang chuyển dịch về phía

các Server có thể h tr nhiều ứng d ng.

Để đ t hiệu quả cao, việc thiết kế Server phải nhằm tới toàn bộ dòng làm việc (workflow)

chứ không phải chỉ cho một chức n ng đơn hoặc thậm chí một tập các ứng d ng không gắn

bó. Ở hầu hết các hệ thống luôn có nhiều dòng làm việc c ng ho t động, m i cái với một

tập các chức n ng kèm theo. Do vậy công thức cho việc chọn lựa Server định hướng dòng

làm việc là không đơn giản. Nhưng có nhiều phương pháp để hoàn thiện quá tr nh ra quyết

định.

1.2.1 Các nguyên nhân quan trọng

Do ngân sách h n chế nên khi đầu tư cần phải tận d ng tốt nhất số tài nguyên cần thiết, bất

kể đó là phần cứng, con người hoặc tài chính. Do vậy cần cân nhắc chọn Server định

hướng dòng làm việc hơn là Server d ng cho m c đích riêng. Các nhà sản xuất có thể cải

thiện hiệu suất, giảm giá thành và tận d ng tốt nhất tài nguyên bằng cách phân tích dòng

làm việc, chia xẻ nó gi a các ứng d ng khác nhau và nhận d ng Server có thể h tr (và

t ng cường) dòng làm việc.

Ví d với dòng làm việc tin tức (news) hoặc phân bố (distribution) tr m phải nhận d ng

các ứng d ng sơ cấp và thứ cấp cần thiết, các cổng vào/ra (I/ O) và các điểm trao đổi. Các

tiêu chuẩn này phải đư c kèm theo cho bất kỳ cấu trúc Server nào nhằm cung cấp l i ích

Đề tài KC.01.14/06-10

26

tốt nhất cho ho t động hiện t i và tương lai. Nếu tr m thực hiện nghiên cứu này chính xác,

nó có thể t o thành cơ sở h tầng giải quyết một tập h p toàn diện các yêu cầu dòng làm

việc khi nhắm tới các vấn đề như thiết bị thừa hưởng và nhánh di trú sắp tới của công ty.

Về bản chất, các server lưu tr d ng chung (shared-storage server) đã đơn giản hóa định

tuyến tr m bằng cách phân phối nội dung tới các điểm cuối riêng (specified destinations)

trong SAN. Cấu trúc server tập trung (Server-centric) cho phép các ứng d ng riêng truy

nhập một tập chung media. Metadata kèm theo có thể phản ánh tr ng thái của media trong

chu i ứng d ng để cho hiệu suất làm việc t ng. Trong khi xét về khía c nh dòng làm việc,

các ưu điểm của việc này là rõ ràng. Nó đảm bảo tính có sẵn và tính dễ dàng truy cập nội

dung cho nhiều người sử d ng.

1.2.2 Phân t ch d ng làm việc

Bước đầu tiên để đơn giản hóa dòng làm việc và giảm giá thành là phân tích d ng làm việc

một cách chi tiết. Nhiều tr m đã thực hiện việc này nhưng không nhất thiết chỉ về mặt

Server. Một quan niệm tốt là t m kiếm sự tr giúp từ các nhà tư vấn, nhưng t m kiếm sự

hướng d n của ai đó t i ch c ng là điều quan trọng.

K sư chính, Giám đốc phòng tin, Giám đốc chương tr nh hoặc nhóm chuyên gia trong cơ

quan phải v ch ra m i giai đo n của m i dòng làm việc cần xem xét. Khi nhận d ng m i

I/O, định d ng và điểm giao diện cần bắt đầu từ khối chức n ng lớn và sau đó tiến dần tới

mức chi tiết. Hãy nh n các miền sẽ có ích l i từ việc làm hiệu quả và đơn giản hóa do các

ứng d ng phần mềm định hướng lưu tr chung t o ra. Hãy t m các nhánh ở đó việc trao đổi

media dựa trên file cho các ưu điểm so với trao đổi thông thường. Cố gắng để các nhân

viên có sự tiến bộ đ ng bộ theo điều này. Hãy phân lo i các miền sẽ cần theo ý khách

hàng. Đ ng thời nhận biết các điểm có phức t p hoặc có trở ng i tiềm n ng.

Nh ng người có liên quan với ho t động hàng ngày của hệ thống phải đư c hướng d n

phân tích. Họ phải biết ho t động hàng ngày đư c thực hiện như thế nào, t i sao hệ thống

đư c xây dựng như vậy và các nguy cơ có thể làm ngưng trệ nằm ở đâu.

1.2.3 Nghiên cứu nhà sản xuất

Ngay khi đã có ý tưởng rõ ràng về dòng làm việc để nhắm tới các thành phần và ứng d ng

trong m i dòng làm việc, bước tiếp theo là nghiên cứu. Hãy xác định người bán đã đề nghị

cái g ? Hãy nghiên cứu k lưỡng phần cứng và phần mềm Server của họ. Các giải pháp

c ng như sản phẩm có thể thay đổi nhưng sự thật th không thể thay đổi.

Đề tài KC.01.14/06-10

27

Khi biết rằng các giải pháp sẽ thay đổi, đặc biệt là các giao diện và ứng d ng, hãy lập kế

ho ch từ trước cái g là hiện thực và cái g là không trong môi trường ngày hôm nay. Hãy

nghiên cứu các tư liệu và các giao diện tr nh ứng d ng (API) có sẵn của nhà sản xuất, c ng

như nó tương tác như thế nào với các nhà sản xuất khác (các nhà c nh tranh tiềm n ng).

Các tr m sẽ làm việc tốt hơn với nhà sản xuất nào cung cấp cấu trúc đư c tr nh bày tốt với

các API và các giao thức chuẩn hóa h p lý.

1.2.4 Biểu diễn và phân t ch ngƣời án

Phải phân tích cẩn thận các giải pháp của người bán. Cần lưu ý rằng chưa chắc người bán

đã có sẵn thiết bị có thể giải quyết toàn bộ các vấn đề trong dòng làm việc mà thực chất

một dòng làm việc định hướng server sẽ yêu cầu mức độ tương thích nhất định gi a nh ng

người bán và đơn đặt hàng. Chú trọng rằng liệu người bán đưa ra giải pháp kết h p với bên

thứ ba.

Có thể phân lo i server làm ba lo i:

Server ph c v sản xuất (Production – workflow server)

Server ph c v phân bố (Distribution – workflow server)

Server ph c v làm tin (News – workflow server)

1.2.4.1 Server sản xuất

H nh 2.8 biểu diễn một dòng sản xuất m u. Xem xét đầu tiên khi chọn server cho dòng sản

xuất là khả n ng của nó có thể làm việc với nhiều định d ng và phải có tính mở khi ngày

càng có nhiều camera đa định d ng mới (SD, HD, video có nén và proxy video) đư c đưa

vào sử d ng rộng rãi. Tính đa d ng không chỉ ở phía nhận mà cả ở phía đầu ra. Do vậy

phải nghiên cứu tính linh ho t định d ng, khả n ng thay đổi phương pháp mã hóa

(transcoding) và giá thành bổ sung liên quan.

Các xem xét khác bao g m: khả n ng của server giao diện với các ứng d ng biên tập, ứng

d ng đ họa và audio, khả n ng xử lý MXF (Material Exchange Format), AAF (Advanced

Authoring Format) và metadata. Các công nghệ trao đổi nổi bật này làm cho hệ thống dễ

dàng hơn trong truyền tải media gi a các hệ thống của các nhà cung cấp khác nhau. Chúng

c ng t ng sự liên ho t trong các server cho nhiều dòng làm việc (như sản xuất và tin tức).

Tầm quan trọng của metadata không thể bị bỏ qua khi xem xét server sản xuất. Ngoài các

ưu điểm cơ bản của khả n ng hỏi và t m kiếm, server sản xuất phải có dung lư ng (đư c

cài sẵn) để lưu tr , phân tích và biến đổi metadata. Server, có kèm metadata, không chỉ có

Đề tài KC.01.14/06-10

28

kiến thức về tất cả media đư c lưu tr , mà còn có khả n ng theo dõi tr ng thái media trong

dòng làm việc đã cho và thông báo điều này cho các quá tr nh khác.

Hình 0-8: Quan hệ trong d ng sản xuất m u

1.2.4.2 Server phân phối

H nh 2.9 là một dòng phân phối m u. Trong quá tr nh này, hệ thống nhận, lưu tr chương

tr nh chính và cung cấp nó tuần tự tới các nhánh (affiliate), thiết bị đầu cuối cáp (cable

headend) và phát x . Một cách lý tưởng, server phân bố phải có khả n ng định d ng linh

ho t cả ở phía nhận và truyền d n (playout), có khả n ng làm việc với MPEG GOP dài qua

ASI và các cơ cấu trao đổi file.

Tính kết nối (connectivity) là quan trọng đầu tiên trong model làm việc này. Server không

chỉ cần phân phối nội dung trong thời gian thực (baseband hoặc ASI), mà phải có khả n ng

t o dòng các file không cần có các gateway bên ngoài (v sẽ bổ sung giá thành và tính phức

t p). Tối thiểu c ng cần có kết nối Gigabit Ethernet và phải cài sẵn h tr FTP.

Chức n ng metadata và ứng d ng proxy tích h p có tầm quan trọng như nhau, không chỉ

cho khả n ng browse và push c c bộ mà còn cho phép các người sử d ng từ xa truy nhập

nội dung server. Cấu trúc server phải h tr cả hai model, và phải có ứng d ng browse tích

h p.

Đề tài KC.01.14/06-10

29

Hình 0-9: Quan hệ trong d ng phân phối m u

Việc xử lý metadata thông minh của server c ng làm thuận tiện các giao diện cần thiết bất

kỳ cho hệ thống lưu tr và quản lý tài sản media (Media – Asset Management: MAM), và

nó cho phép tr m theo dõi chính xác nội dung đư c phân bố ở đâu và khi nào (theo dõi sổ

sách: Audit trail). Metadata c ng có thể đư c sử d ng để theo dõi ngu n gốc và chủ nhân

của tư liệu, làm dễ dàng cho quản lý quyền số (digital – rights management: DRM).

1.2.4.3 Server d ng tin tức

H nh 2.10 là một dòng tin tức m u. Trong số ba dòng làm việc đư c xem xét ở đây, tin tức

là dòng làm việc có cường độ cao nhất và đòi hỏi các thành phần mấu chốt trong server của

nó. Trên hết, nó đòi hỏi môi trường lưu tr chia xẻ để t ng cường sự h p tác và tích h p.

V tốc độ là cần thiết nên điều quan trọng là không phải chuyển dịch bất kỳ cái g . Cứ m i

lần d liệu đư c nhận, nó phải có sẵn ngay lập tức cho mọi người d ng để tr nh duyệt, biên

tập và playout.

Định d ng là ít quan trọng hơn, chủ yếu v các tổ chức tin tức đang chuẩn hóa các định

d ng miền (field format) và định d ng studio (studio format) như là DV. Một yếu tố quan

trọng là kết nối SAN tốc độ cao (có nghĩa là Fibre Channel) và tích h p các ứng d ng tin

tức trong server, như quản lý nhận, tr nh duyệt, dựng proxy độ phân giải thấp và dựng thủ

công (craft editing) độ phân giải cao. Đối với các yêu cầu dựng d ng dài (long – format)

Đề tài KC.01.14/06-10

30

cần xem xét liệu server giao diện tốt với hệ thống dựng của nhà cung cấp thứ ba và d liệu

có thể đư c lưu tr chia xẻ dễ dàng hay không.

Hình 0-10: Quan hệ trong một d ng tin tức m u

Cuối c ng, trong toàn bộ các giao thức cần thiết, khả n ng của server h tr giao thức

Media Object Server (MOS) là có l i nhất để làm t ng hiệu quả thông tin gi a hệ thống

máy tính phòng tin (NRCS – Newsroom Computer System) và server.

Phân t ch đánh giá và lựa chọn Load Balance Server

1.3. Server Load Balancing - SLB

Công nghệ cân bằng tải máy chủ (Server Load Balancing – SLB) cho phép các máy chủ xử

lý c ng một nhiệm v , chia tải l n nhau. Cơ chế này cho phép t ng hiệu n ng xử lý của hệ

thống máy chủ đ ng thời t ng khả n ng dự phòng cho hệ thống.

Tuy nhiên, với nh ng trung tâm d liệu lớn, việc quá tải v n có thể xảy ra. Đối mặt với

điều này, giải pháp truyền thống là mua thêm nhiều Server, t ng b ng thông truy cập cho

Server Farm, bổ xung các module cần thiết. Giải pháp này có nhiều đặc điểm không thích

h p cho phát triển trong tương lai c ng như hiện t i:

Chi phí cao

o Chi phí trang bị máy chủ

o Chi phí b ng thông kết nối

o Chi phí duy tr và quản trị

Phức t p trong quản lý

o Phức t p trong việc chia tải gi a các server.

Đề tài KC.01.14/06-10

31

o Khó kh n cho việc nén và giải nén d liệu trên đường truyền.

o Khó kh n cho việc caching, t ng tốc kết nối

o Phức t p trong tích h p SSL acceleration

o Triển khai IPS/IDS, FWs, ACLs phức t p

o Tinh chỉnh servers và ứng d ng

H n chế

o Không thể cải thiện đư c như c điểm của các giao thức m ng

o Chi phí cao, quản trị phức t p và quá tải.

o Không có khả n ng mở rộng nhiều thành phần.

Việc tinh chỉnh Server và ứng d ng có thể d n đến nh ng hậu quả không đoán trước đư c.

Với giải pháp SLB, có hai hướng chính để giải quyết bài toán đó là:

Sử d ng cân bằng tải thông qua cấu h nh phần mềm: Chia tải sử d ng cấu h nh của

hệ điều hành hoặc các phần mềm chia tải. Giải pháp này có ưu điểm là chi phí rẻ,

nhưng l i mắc rất nhiều khuyết điểm như: hiệu n ng xử lý phân tải kém, tốc độ xử

lý và chuyển tiếp gói tin chậm, cơ chế phân tải không linh ho t, khả n ng mở rộng

kém.

Sử d ng các thiết bị chuyển m ch ứng d ng chuyên d ng. Đặc đ iểm của giải pháp

này là trang bị các thiết bị phần cứng chuyên d ng với giá thành tương đối cao. Tuy

nhiên hiệu n ng xử lý và công nghệ áp d ng vư t xa so với phương pháp cân bằng

tải bằng phần mềm. Các thiết bị này đư c gọi là thiết bị điều khiển ứng d ng

(Application Delivery Controllers – ADCs) hay còn gọi là Applications Switching.

1.4. ADCs (Application Delivery Controllers )

Các thiết bị chuyển m ch ứng d ng thế hệ đầu tiên đư c giới thiệu vào n m 1998 bởi các

công ty như Foundry, Nortel (Alteon) hay Cisco CSS (Arrowpoint), Cisco Local Director

và F5. Nh ng sản phẩm này dựa trên hai nền tảng: Switch-based và PC-based.

(i) Thế hệ thứ nhất của các sản phẩm này phát triển vào những năm 1998 đến

2001, với những tính năng cơ bản bao gồm:

o Layer 4 Server Load Balancing

o Layer 4 Health-Checking

o Transparent cache Redirection

Đề tài KC.01.14/06-10

32

o Firewall Load Balancing

o SSL Redirection

o Layer 7 Persistence (URL, SSL, ID, Cookie)

o Layer 7 Health Checking

o Giao diện m ng 10/100 Mbps và Gigiabit Uplink.

o Các tính n ng High Availability.

(ii) Thế hệ thứ hai của các dòng sản phẩm chuyển mạch lớp ứng dụng phát triển

m nh từ n m 2002 đến 2006 với sản phẩm của các hãng như Foundry, Nortel, Cisco ACE

dựa trên nền tảng Switch-based, F5 (Big-IP), Citrix (NetScaler) trên nền tảng PC-Based.

Nh ng sản phẩm thế hệ thứ hai này kế thừa, phát triển nh ng tính n ng của thế hệ thứ nhất

và bổ xung nhiều tính n ng mới như:

o Sử d ng nhiều CPUs

o Sử d ng các m ch ASIC/FPGA xử lý d liệu Layer 4

o Sử d ng các giao diện m ng tốc độ Gigabit

o Tích h p chống tấn công DDoS cho Server

o Chuyển m ch lớp ứng d ng (Lớp 7 trong mô h nh OSI)

o Chuyển m ch nội dung

o Nén d liệu

o Tích h p SSL Offload và SSL Accelerate

o Quản lý b ng thông

o Sử d ng các kết nối 10Gbps cho kết nối uplink.

Tuy nhiên, nh ng sản phẩm này v n có nh ng khuyết điểm sau:

Giới h n về n ng lực xử lý

Thông lư ng tối đa đ t 4Gbps

H tr tối đa 220K kết nối Layer 4 trên giây (Layer 4 CPS)

H tr tối đa110K kết nối Layer 7 trên giây CPS (Layer 7 CPS)

Việc mở rộng bằng cách bổ xung nhiều thiết bị làm giảm hiệu n ng xử lý

Khả n ng xử lý song song không hiệu quả

Điều khiển các ứng d ng không thông minh.

Đề tài KC.01.14/06-10

33

Khó kh n trong t m nguyên nhân khắc ph c sự cố và gây ra nhiều khả n ng

l i của hệ thống.

Nhiều chính sách hơn, hiệu n ng xử lý kém hơn.

Hiệu n ng giảm đi nhiều khi bổ sung thêm các tính

Các kịch bản t y biến có ảnh hưởng lớn tới hiệu n ng xử lý của thiết bị.

Quản trị hệ thống khó kh n, phức t p

Các vấn đề về license và kiến trúc các module

Để đáp ứng đư c yêu cầu ho t động c ng như nh ng yêu cầu chuyên d ng cho công việc,

khách hàng phải trả phí license và hardware cho các thành phần, module chuyên d ng như:

SSL Acceleration License/Module

Compression License/Module

Global Server Load Balance License/Module

OSPF License/Module

IPv6 License/Module

Các module khác

(iii) Thế hệ thứ ba của các dòng sản phẩm chuyển mạch lớp ứng dụng

Sự ra đời của dòng thiết bị ADCs thế hệ kế tiếp (A10 Networks, Crescendo Networks) đã

giải quyết triệt để các vấn đề mà thế hệ thứ 2 còn t n đọng

Hình 0-1: D ng thiết bị ADCs thế hệ 10

Đề tài KC.01.14/06-10

34

Các sản phẩm ADCs thế hệ kế tiếp có thể t ng khả n ng đáp ứng của ứng d ng lên 8 lần,

giảm sự tiêu tốn b ng thông đến 75%, t ng n ng lực xử lý của Server farm lên tới 10 lần.

Các sản phẩm này đư c tích h p tính n ng chuyển m ch và t ng tốc ứng d ng với n ng lực

xử lý cao nhất, nh ng tính n ng bảo mật cao cấp và độ tin cậy cao.

Nh ng tính n ng nổi bật của ADCs thế hệ kế tiếp

1. Tính sẵn sàng

Load Balancing với hiệu n ng cao

Ngôn ng lập tr nh kịch bản cao cấp

Các tính n ng Health Monitoring cao cấp

Quản lý chất lư ng dịch v (QoS)

Kiến trúc phần cứng hệ thống m nh mẽ

2. Cơ sở h tầng bảo mật

Kiến trúc hệ thống bảo mật

SuperNAT Host Masking

Bảo vệ chống các hành vi bất thường và tấn công DDoS

Security Scripting cao cấp

Hiệu n ng đ t tốc độ đường truyền

3. Tối ưu hóa hiệu n ng

Kiến trúc phần cứng với nhiều bộ xử lý độc lập, các bộ xử lý đa nhân, tốc độ cao

Hình 0-2: Kiến trúc hệ điều hành ACOS của A10 Networks

Hệ điều hành có kiến trúc module, các thành phần đư c quản lý và ho t động độc

lập

T ng tốc SSL

Đề tài KC.01.14/06-10

35

Tối ưu hóa các giao thức m ng

Nén d liệu

1.5. Các giải pháp chia tải trên thế giới

Việc chia tải có thể thực hiện bằng nhiều phương cách, h nh thức khác nhau, với các công

nghệ khác nhau hay kết h p chúng l i:

(i) Chia tải bằng phần mềm cài trên các máy chủ: Kết h p nhiều server một cách chặt chẽ

t o thành một server ảo (virtual server). Các hệ điều hành cho máy chủ thế hệ mới của các

hãng Microsoft, IBM, HP... hầu hết đều cung cấp khả n ng này, một số hãng phần mềm

khác như Veritas(Symantec) c ng cung cấp giải pháp theo hướng này. Các giải pháp thuộc

nhóm này có ưu điểm là quen thuộc với nh ng nhà quản trị chuyên nghiệp, có thể chia sẻ

đư c nhiều tài nguyên trong hệ thống, theo dõi đư c tr ng thái của các máy chủ trong

nhóm để chia tải h p lý. Tuy nhiên, do sử d ng phần mềm trên server, tính phức t p cao

nên khả n ng mở rộng của giải pháp này bị h n chế, phức t p khi triển khai c ng như khắc

ph c khi xảy ra sự cố, có rào cản về tính tương thích, khó có đư c nh ng tính n ng t ng

tốc và bảo mật cho ứng d ng.

(ii) Chia tải nhờ proxy: Nhóm này thường tận d ng khả n ng chia tải sẵn có trên phần mềm

proxy như ISA Proxy của Microsoft hay Squid phần mềm mã ngu n mở cà i trên máy phổ

d ng. Proxy này sẽ thực hiện nhiệm v chia tải trên các server sao cho h p lý. Giải pháp

này v ho t động ở mức ứng d ng nên có khả n ng caching (là công nghệ lưu tr c c bộ d

liệu đư c truy cập với tần suất cao) và khả n ng firewall ở tầng ứng d ng. V sử d ng máy

phổ d ng nên giải pháp này có ưu điểm là chi phí thấp, khả n ng mở rộng tốt v cài đặt trên

một máy độc lập, dễ quản trị. Tuy nhiên, c ng v chỉ ho t động ở mức ứng d ng nên hiệu

n ng không cao, v sử d ng máy phổ d ng nên không đư c tối ưu, dễ t n t i nhiều l i hệ

thống, v cài đặt trên một máy độc lập nên việc theo dõi tr ng thái của các máy chủ gặp

khó kh n. Như c điểm lớn nhất của các giải pháp dòng này thường có tính ổn định kém,

hiệu n ng thấp, dễ mắc l i. Đây là điều không thể chấp nhận đư c đối với các hệ thống đòi

hỏi tính sẵn sàng cao như ngân hàng, tài chính.

(iii) Chia tải nhờ thiết bị chia kết nối: Nhóm này thường sử d ng các mođun cắm thêm trên

các thiết bị chuyên d ng như Bộ định tuyến (Router) hay hay bộ chuyển m ch (Switch) để

chia tải theo lu ng, thường ho t động từ layer 4 trở xuống. V sử d ng thiết bị chuyên d ng

nên có hiệu n ng cao, tính ổn định cao, khả n ng mở rộng tốt hơn nhưng khó phát triển

Đề tài KC.01.14/06-10

36

đư c tính n ng bảo mật phức t p như giải pháp proxy, thường thuật toán chia tải rất đơn

giản như DNS round-robin (đây là thuật toán chia tải phổ biến nhất và đơn giản, tuy nhiên

cứng nhắc và hiệu quả thấp. Với thuật toán này các yêu cầu về IP của một tên miền ứng

với nhiều server sẽ đư c biên dịch thành địa chỉ IP của các server đó theo thứ tự quay

vòng. Nhóm này có khả n ng chia tải động kém, không theo dõi đư c tr ng thái của máy

chủ, xử lý kết nối ở mức ứng d ng rất kém, dễ gây l i ứng d ng và giá thành cao. Cách

thức này c ng hoàn toàn không ph h p đối với các hệ thống yêu cầu tính chuẩn xác của

các ho t động giao dịch như tài chính, ngân hàng.

Như vậy, giải pháp có khả n ng theo dõi tr ng thái ứng d ng tốt th mở rộng, t ng tốc, bảo

mật kém (GP d ng phần mềm). Giải pháp mở rộng, t ng tốc, bảo mật tốt, th theo dõi tr ng

thái ứng d ng kém, không ổn định, hiệu n ng thấp(GP sử d ng proxy), giải pháp hiệu n ng

cao, ổn định, mở rộng tốt th kém thông minh, dễ gây l i ứng d ng, t ng tốc kém (GP chia

tải nhờ thiết bị chia kết nối). Trong khi đó, tất cả các yêu cầu về hiệu n ng cao, ổn định,

mở rộng tốt, t ng tốc tốt và bảo mật là rất quan trọng đối với các ho t động của ngân hàng,

chứng khoán và các nhà cung cấp dịch v . GP sẵn có của các hãng chỉ đáp ứng đư c một

phần trong các yêu cầu trên như Module CSS của Cisco, ISA của Microsoft, hay Netscaler

của Citrix)

(iv) Sử d ng thiết bị quản trị lưu lư ng: là thiết bị có kiến trúc của một proxy hoàn chỉnh,

thiết bị này có khả n ng kiểm soát, điều khiển và tối ưu hóa lưu lư ng m ng ch y qua nó.

Một trong nh ng thiết bị quản trị lưu lư ng hàng đầu đư c biết đến là BIG IP LTM của

hãng F5 Networks. Đây là một thiết bị chia tải chuyên d ng khai thác tinh tế, thông minh

của phần mềm thông qua HĐH riêng TMOS do F5 tự nghiên cứu và phát triển.

Thiết bị này sử d ng các thuật toán mềm dẻo để theo dõi tự động tr ng thái máy chủ, tr ng

thái kết nối và khả n ng đáp ứng của ứng d ng tương tự giải pháp sử d ng phần mềm ch y

trên máy chủ nhưng nhờ có HĐH riêng chuyên d ng đư c “cứng hóa”(hardened) nên bảo

mật hơn và có khả n ng xử lý song song, phân lu ng gói tin một cách thông minh, nhanh

chóng. Nhờ đó, BIG IP LTM đư c coi là một bước tiến vư t bậc không chỉ trong công

nghệ cân bằng tải mà còn về công nghệ bảo mật bởi nó có thể tích h p các tính n ng của

Firewall, có khả n ng phòng chống hiệu quả các h nh thức tấn công DoS, có h tr các

chuẩn bảo mật tiên tiến nhất nhất là FIPS 140-2 Level 2 và HIPAA. BIG-IP LTM đư c

đánh giá cao ở tính n ng bảo mật nhờ khả n ng nhận d ng tấn công đến tận tầng ứng d ng

Đề tài KC.01.14/06-10

37

thông qua việc ảo hóa, và che dấu các l i ứng d ng, l i phần cứng, real URL, nh ng g có

thể làm c n cứ cho hacker t m ra điểm yếu của hệ thống để tấn công.

Đặc biệt, F5 t ng cường bảo mật cho kết nối SSL với khả n ng mã hóa, giải mã (cả khóa

và d liệu) bằng phần cứng. Hơn n a HĐH TMOS đư c kết h p gi a kiến trúc phần cứng

xử lý hiệu n ng cao với kiến trúc phần mềm module hóa tới từng giao thức, cộng với khả

n ng quản trị hệ thống ở mức thời gian thực đã xóa bỏ rào cản công nghệ của cả hai nhóm

appliance và software.

F5 BIG-IP LTM có thuật toán cân bằng tải phong phú và thông minh dựa trên cơ chế tĩnh

và động, bao g m Round-Robin, Dynamic Ratio, Least Connections, Fastest, Predictive và

Observed khắc ph c hoàn toàn như c điểm của phương pháp cân bằng tải cứng nhắc dựa

trên thuật toán DNS round-robin. Đặc biệt với ngôn ng lập tr nh iRule, sản phẩm BIG-IP

có thể đư c t y biến l i việc cân bằng tải, đóng vai trò Ipv6 gateway cho m ng Ipv4 nên

đáp ứng đư c sự chuyển đổi m ng từ Ipv4 sang Ipv6 trong tương lai. BIG-IP LTM cung

cấp giao diện lập tr nh iControl cho phép người d ng có nh ng tác động h n chế lên nền

tảng của BIG-IP. Chức n ng caching thông minh của BIG-IP khiến cho có thể offload tải

(là khả n ng chuyển tải cho một modun phần cứng chuyên d ng để xử lý) giúp các các

máy chủ ứng d ng và web t ng cường hiệu n ng. Tới nay, đây là giải pháp duy nhất có k

thuật multi-store caching (là khả n ng quản lý các v ng cache khác nhau cho từng ứng

d ng, từng bộ phận) đem l i sự thông minh trong điều khiển và khả n ng phân mức ưu tiên

cho ứng d ng.

Lựa chọn MPEG- AVC/H.26 và ứng dụng trong phát d n

truyền hình

Các tiêu chuẩn mã hoá Video ra đời và phát triển với m c tiêu cung cấp các phương tiện

cần thiết để t o ra sự thống nhất gi a các hệ thống đư c thiết kế bởi nh ng nhà sản xuất

khác nhau đối với mọi lo i ứng d ng Video; Nhờ vậy thị trường Video có điều kiện t ng

trưởng m nh. Chính v lý do này nên nh ng người sử d ng bộ giải mã cần có một chuẩn

nén mới để đi tiếp chặng đường mà MPEG-2 đã bỏ dở.

Hiệp hội viễn thông quốc tế (ITU) và tổ chức tiêu chuẩn quốc tế/ Uỷ ban k thuật điện tử

quốc tế (ISO/IEC) là hai tổ chức phát triển các tiêu chuẩn mã hoá Video. Theo ITU-T, các

tiêu chuẩn mã hoá Video đư c coi là các khuyến nghị gọi tắt là chuẩn H.26x (H.261,

Đề tài KC.01.14/06-10

38

H.262, H.263 và H.264). Với tiêu chuẩn ISO/IEC, chúng đư c gọi là MPEG-x (như

MPEG-1, MPEG-2 và MPEG-4).

Nh ng khuyến nghị của ITU đư c thiết kế dành cho các ứng d ng truyền thông Video thời

gian thực như Video Conferencing hay điện tho i truyền h nh. Mặt khác, nh ng tiêu chuẩn

MPEG đư c thiết kế hướng tới m c tiêu lưu tr Video chẳng h n như trên đĩa quang DVD,

quảng bá Video số trên m ng cáp, đường truyền số DSL, truyền h nh vệ tinh hay nh ng

ứng d ng truyền dòng Video trên m ng Internet hoặc thông qua m ng không dây

(wireless).

Với đối tư ng để truyền d n Video là m ng Internet th ứng cử viên hàng đầu là chuẩn nén

MPEG-4 AVC, còn đư c gọi là H.264, MPEG-4 part 10, H.26L hoặc JVT.

1.6. T nh kế thừa của chuẩn nén H.26

M c tiêu chính của chuẩn nén H.264 đang phát triển nhằm cung cấp Video có chất lư ng

tốt hơn nhiều so với nh ng chuẩn nén Video trước đây. Điều này có thể đ t đư c nhờ sự kế

thừa các l i điểm của các chuẩn nén Video trước đây. Không chỉ thế, chuẩn nén H.264 còn

kế thừa phần lớn l i điểm của các tiêu chuẩn trước đó là H.263 và MPEG-4 bao g m 4 đặc

điểm chính như sau:

Phân chia m i h nh ảnh thành các Block (bao g m nhiều điểm ảnh), do vậy quá

tr nh xử lý từng ảnh có thể đư c tiếp cận tới mức Block.

Khai thác triệt để sự dư thừa về mặt không gian t n t i gi a các h nh ảnh liên tiếp

bởi một vài mã của nh ng Block gốc thông qua dự đoán về không gian, phép biến

đổi, quá tr nh lư ng tử và mã hoá Entropy (hay mã có độ dài thay đổi VLC).

Khai thác sự ph thuộc t m thời của các Block của các h nh ảnh liên tiếp bởi vậy

chỉ cần mã hoá nh ng chi tiết thay đổi gi a các ảnh liên tiếp. Việc này đư c thực

hiện thông qua dự đoán và b chuyển động. Với bất kỳ Block nào c ng có thể đư c

thực hiện từ một hoặc vài ảnh mã hoá trước đó hay ảnh đư c mã hoá sau đó để

quyết định véc tơ chuyển động, các véc tơ này đư c sử d ng trong bộ mã hoá và

giải mã để dự đoán các lo i Block.

Khai thác tất cả sự dư thừa về không gian còn l i trong ảnh bằng việc mã các block

dư thừa. Ví d như sự khác biệt gi a block gốc và Block dự đoán sẽ đư c mã hoá

thông qua quá tr nh biến đổi, lư ng tử hoá và mã hoá Entropy.

Đề tài KC.01.14/06-10

39

1.7. Cơ chế nén ảnh của H.26 (MPEG-4 AVC)

Với chuẩn nén H264, m i h nh ảnh đư c phân chia thành nhiều Block, m i block tương

ứng với một số lư ng nhất định các MacroBlock. Ví d một h nh ảnh có độ phân giải

QCIF (tương đương với số lư ng điểm ảnh 176x144) sẽ đư c chia thành 99 MacroBlock

với kích cỡ 16x16. Một sự phân đo n các MacroBlock tương tự đư c sử d ng các kích cỡ

ảnh khác. Thành phần chói của ảnh đư c lấy m u tương ứng với độ phân giải của ảnh đó,

trong khi đó thành phần màu CR và CB đư c lấy m u với tần số thấp hơn theo 2 chiều

ngang và dọc. Thêm vào đó m i h nh ảnh có thể đư c phân thành số nguyên lần các lát

mỏng (slice), việc này rất có giá trị cho việc tái đ ng bộ trong trường h p l i d liệu.

M i h nh ảnh thu đư c đư c xem như một ảnh I. Ảnh I là ảnh đư c mã hoá bởi việc áp

d ng trực tiếp các phép biến đổi lên các MacroBlock khác nhau trong ảnh. Các ảnh I đư c

mã hoá sẽ có kích cỡ lớn bởi nó đư c xây dựng từ một khối lư ng lớn thông tin của bản

thân ảnh hiện t i mà không sử d ng bất cứ thông tin nào từ miền thời gian trong quá tr nh

xử lý mã hoá để t ng hiệu quả xử lý mã hoá bên trong trong H.264.

1.7.1 Giảm ớt độ dƣ thừa

C ng giống như các bộ lập giải mã khác, H.264 nén video bằng cách giảm bớt độ dư thừa

cả về không gian và thời gian trong h nh ảnh. Nh ng dư thừa về mặt thời gian là nh ng

h nh ảnh giống nhau lặp đi lặp l i từ khung (frame) này sang khung khác, ví d như phần

phông nền không chuyển động của một chương tr nh đối tho i trên truyền h nh. Dư thừa về

không gian là nh ng chi tiết giống nhau xuất hiện trong c ng một khung, ví d như nhiều

điểm ảnh giống nhau t o thành một bầu trời xanh. H nh 4-1 biểu diễn một cách sơ lư c các

bước mà bộ lập giải mã MPEG-4 phải tiến hành để nén không gian và thời gian.

1.7.2 Chọn chế độ, phân chia và chế ngự

Bộ lập giải mã bắt đầu bằng việc quyết định lo i khung cần nén t i một thời điểm nhất định

và chọn chế độ mã hoá ph h p. Chế độ "trong khối" t o ra ảnh "I", trong khi chế độ "gi a

khối" t o ra khung "P" hoặc "B". Sau đó, bộ mã hoá sẽ chia ảnh thành hàng tr m hàng và

cột các điểm ảnh của ảnh video số chưa nén thành các khối nhỏ hơn, m i khối có chứa một

vài hàng và cột điểm ảnh.

Đề tài KC.01.14/06-10

40

1.7.3 Nén theo miền thời gian

Khi bộ mã hoá đang ho t động ở chế độ "gi a khối" (inter), khối này sẽ phải qua công

đo n hiệu chỉnh chuyển động. Quá tr nh này sẽ phát hiện ra bất kỳ chuyển động nào diễn

ra gi a khối đó và một khối tương ứng ở một hoặc hơn một ảnh tham chiếu đã đư c lưu tr

từ trước, sau đó t o ra một khối "chênh lệch" hoặc "l i". Thao tác này sẽ giảm bớt d liệu

trong m i block một cách hiệu quả do chỉ phải tr nh bày chuyển động của nó mà thôi. Tiếp

đến là công đo n biến đổi côsin rời r c (DCT) để bắt đầu nén theo miền không gian. Khi

bộ mã hoá ho t động ở chế độ "trong khối" (intra), khối này sẽ bỏ qua công đo n hiệu

chỉnh chuyển động và tới thẳng công đo n DCT.

Hình 0-1: Sơ đồ khối mã hoá MPEG, đƣờng đứt nét đặc trƣng cho phần bổ sung của MPEG-4 AVC

trong việc nén theo miền không gian

1.7.4 Nén theo miền không gian

Các khối thường có chứa các điểm ảnh tương tự hoặc thậm chí giống hệt nhau. Trong

nhiều trường h p, các điểm ảnh thường không thay đổi mấy (nếu có). Như vậy có nghĩa là

tần số thay đổi giá trị điểm ảnh trong khối này là rất thấp. Nh ng khối như thế đư c gọi là

khối có tần số không gian thấp. Bộ lập mã l i d ng đặc điểm này bằng cách chuyển đổi các

giá trị điểm ảnh của khối thành các thông tin tần số trong công đo n biến đổi côsin rời r c.

* Biến đổi côsin rời rạc:

Công đo n DCT biến đổi các giá trị điểm ảnh của khối thành một ma trận g m các hệ số

tần số ngang, dọc đặt trong không gian tần số. Khi khối ban đầu có tần số không gian thấp,

DCT sẽ tập h p phần lớn n ng lư ng tần số vào góc tần số thấp của m ng. Nhờ vậy, nh ng

hệ số tần số thấp ở góc đó sẽ có giá trị cao hơn.

Đề tài KC.01.14/06-10

41

Một số lư ng lớn các hệ số khác còn l i trên ma trận đều là các hệ số có tần số cao, n ng

lư ng thấp và có giá trị thấp. Hệ số DC và một vài hệ số tần số thấp sẽ hàm chứa phần lớn

thông tin đư c mô tả trong khối ban đầu. Điều này có nghĩa là bộ lập mã có thể lo i bỏ

phần lớn hệ số tần số cao còn l i mà không làm giảm đáng kể chất lư ng h nh ảnh của

khối.

Bộ lập mã chuẩn bị các hệ số cho công đo n này bằng cách quét chéo m ng lưới theo

đường zig-zag, bắt đầu từ hệ số DC và qua vị trí của các hệ số ngang dọc t ng dần. Do vậy

nó t o ra đư c một chu i hệ số đư c sắp xếp theo tần số.

* Lượng tử hoá và mã hoá entropy:

T i đây thao tác nén không gian mới thực sự diễn ra. Dựa trên một hệ số tỷ lệ (có thể điều

chỉnh bởi bộ mã hoá), bộ lư ng tử hoá sẽ cân đối tất cả các giá trị hệ số. Do phần lớn hệ số

đi ra từ DCT đều mang n ng lư ng cao nhưng giá trị thấp nên bộ lư ng tử hoá sẽ làm tròn

chúng thành 0. Kết quả là một chu i các giá trị hệ số đã đư c lư ng tử hoá bắt đầu bằng

một số giá trị cao ở đầu chu i, theo sau là một hàng dài các hệ số đã đư c lư ng tử hoá về

0. Bộ lập mã entropy có thể theo dõi số lư ng các giá trị 0 liên tiếp trong một chu i mà

không cần mã hoá chúng, nhờ vậy giảm bớt đư c khối lư ng d liệu trong m i chu i.

1.8. Các ƣu điểm nổi ật của chuẩn nén H.26

1.8.1 Ƣu điểm của nén không gian.

Chuẩn nén MPEG-4 AVC có hai cải tiến mới trong lĩnh vực nén không gian. Trước hết, bộ

lập mã này có thể tiến hành nén không gian t i các macroblock 16x16 điểm ảnh thay v các

block 8x8 như trước đây. Điều này giúp t ng cường đáng kể khả n ng nén không gian đối

với các h nh ảnh có chứa nhiều khoảng lớn các điểm ảnh giống nhau.

Thứ hai là thao tác nén đư c tiến hành trong miền không gian trước khi công đo n DCT

diễn ra. Chuẩn nén MPEG-4 AVC so sánh macroblock hiện thời với các macroblock kế

bên trong c ng một khung, tính toán độ chênh lệch, và sau đó sẽ chỉ gửi đo n chênh lệch

tới DCT. Hoặc là nó có thể chia nhỏ macroblock 16x16 điểm ảnh thành các khối 4x4 nhỏ

hơn và so sánh từng khối này với các khối kế bên trong c ng một macroblock. Điều này

giúp cải thiện khả n ng nén ảnh chi tiết.

Đề tài KC.01.14/06-10

42

1.8.2 Ƣu điểm của nén thời gian

Điểm cải tiến lớn nhất ở MPEG-4 AVC là chế độ mã hoá gi a. Nh ng phương pháp tiên

tiến ở chế độ này khiến cho nén thời gian đ t đến một cấp độ cao hơn nhiều, c ng với chất

lư ng chuyển động tốt hơn so với các chuẩn MPEG trước đây.

1.8.3 K ch cỡ khối.

Ở chế độ gi a khối, MPEG-2 chỉ h tr các macroblock 16x16 điểm ảnh, không đủ độ

phân giải để mã hoá chính xác các chuyển động phức t p hoặc phi tuyến tính, ví d như

phóng to thu nhỏ. Ngư c l i, MPEG-4 AVC l i t ng cường hiệu chỉnh chuyển động bằng

cách cho phép bộ lập mã biến đổi kích cỡ thành phần chói của m i macroblock. (Bộ lập mã

sử d ng thành phần chói do mắt người nh y cảm với chuyển động chói hơn nhiều so với

chuyển động màu.) Như có thể thấy trong H nh 2, MPEG-4 AVC có thể chia thành phần

chói của từng macroblock thành 4 cỡ: 16x16, 16x8, 8x16 hoặc 8x8. Khi sử d ng khối 8x8,

nó còn có thể chia tiếp 4 khối 8x8 này thành 4 cỡ n a là 8x8, 8x4, 4x8 hoặc 4x4.

Hình 0-2: MPEG- AVC có thể phân chia thành phần chói của từng MacroBlock theo nhiều cách để

tối ƣu hoá việc ù chuyển động

Việc phân chia các macroblock cho phép bộ lập mã xử lý đư c một vài lo i chuyển động

tuỳ theo độ phức t p của chuyển động đó c ng như ngu n lực về tốc độ bit. Nh n chung,

kích cỡ phân chia lớn ph h p với việc xử lý chuyển động t i các khu vực giống nhau

trong ảnh, trong khi đó kích cỡ phân chia nhỏ l i rất có ích khi xử lý chuyển động t i các

ch có nhiều chi tiết hơn. Kết quả là chất lư ng h nh ảnh cao hơn, ít bị vỡ khối hơn.

Các cuộc thử nghiệm đã chỉ ra rằng việc sắp xếp h p lý các khung có thể t ng tỷ lệ nén

thêm 15%. MPEG-4 AVC lấy phần chói của ảnh gốc và sử d ng các macroblock đã đư c

Đề tài KC.01.14/06-10

43

chia nhỏ t i các khu vực có nhiều chi tiết nhằm t ng cường khả n ng hiệu chỉnh chuyển

động.

* Độ chính xác trong hiệu chỉnh chuyển động:

Trong đa số trường h p, chuyển động t i r a m i macroblock hay khối thường diễn ra với

độ phân giải nhỏ hơn một điểm ảnh. Do vậy, chuẩn nén MPEG-4 AVC có thể đảm bảo độ

chính xác trong hiệu chỉnh chuyển động lên tới 1/4 hoặc 1/8 điểm ảnh, trong khi các chuẩn

MPEG trước đây chỉ dừng l i ở mức 1/2 điểm ảnh. Khả n ng đ t mức chính xác 1/8 ảnh

điểm của MPEG-4 AVC giúp t ng hiệu suất mã hoá t i tốc độ bit cao và độ phân giải

video cao. Các thử nghiệm cho thấy độ chính xác đến 1/4 điểm ảnh có thể làm giảm tốc độ

bit xuống hơn 15% so với độ chính xác 1 điểm ảnh.

* Chọn nhiều hình tham chiếu:

Chuẩn nén MPEG-2 chỉ dựa trên 2 khung tham chiếu để dự đoán các chuyển động mang

tính chu kỳ, giống như trong trò kéo quân. Tuy nhiên, khi camera thay đổi góc quay hay

chuyển qua chuyển l i gi a các cảnh, việc chỉ sử d ng 2 khung tham chiếu không còn ph

h p để dự đoán chính xác chuyển động. Tương tự như vậy, để đoán trước các chuyển động

phức t p như sóng biển hay một v nổ, ta cần phải có nhiều hơn 2 khung tham chiếu. V

thế, chuẩn MPEG-4 AVC cho phép có tới 5 khung tham chiếu ph c v cho việc mã hoá

gi a khung. Kết quả là chất lư ng video tốt hơn và hiệu suất nén cao hơn.

* Giải khối tích hợp:

Video số sau khi nén thường t o ra một hiệu ứng gọi là "kết khối", có thể thấy rõ t i điểm

giao nhau gi a các khối, đặc biệt là khi có tốc độ bit thấp. Hiệu ứng này là do công đo n

xử lý sử d ng nhiều lo i chuyển động và bộ lư ng tử khác nhau. Đối với MPEG-2, cách

duy nhất để ng n chặn hiệu ứng này là sử d ng các cơ chế hậu xử lý ph h p, tuy nhiên

các cơ chế này l i không tương thích đư c với tất cả các máy thu. Chuẩn nén MPEG-4

AVC đưa vào sử d ng một bộ lọc giải khối ho t động ở hai cấp độ: macroblock 16x16 và

khối 4x4. Việc giải khối thường t o ra một tỉ số tín hiệu trên nhiễu (PSNR) cực điểm thấp

hơn, tuy nhiên nh n một cách chủ quan th nó t o ra h nh ảnh chất lư ng tốt hơn.

1.8.4 Ƣu điểm về lƣợng tử hoá và iến đổi

Khối 8x8 DCT c ng với dung sai của l i làm tròn chính là phần cốt lõi của các chuẩn

MPEG trước đây. MPEG-4 AVC độc đáo hơn ở ch nó sử d ng biến đổi không gian

nguyên (gần giống như DCT) đối với các khối 4x4 điểm ảnh. Kích cỡ nhỏ giúp giảm bớt

Đề tài KC.01.14/06-10

44

hiện tư ng "kết khối", trong khi thông số nguyên tuyệt đối giúp lo i bỏ nguy cơ không

thích ứng gi a bộ lập mã và giải mã trong phép biến đổi ngư c. Thêm vào đó, dãy hệ số

xích lư ng tử lớn hơn khiến cho cơ chế kiểm soát tốc độ d liệu ở bộ lập mã ho t động

một cách linh ho t hơn dựa trên một tỉ lệ phức h p vào khoảng 12,5% thay cho một mức

t ng lư ng không đổi.

1.8.5 Ƣu điểm đối với mã hoá entropy

Sau khi tiến hành hiệu chỉnh, biến đổi và lư ng tử hoá chuyển động, các bộ lập mã MPEG

trước đây sẽ v ch ra các symbol biểu diễn véctơ chuyển động và hệ số đã lư ng tử hoá

thành các bit thực sự. Ví d như chuẩn nén MPEG-2 sử d ng phương pháp mã có chiều dài

biến thiên tĩnh (VLC) không thể tối ưu hoá trong môi trường video thời gian thực (trong đó

nội dung và các cảnh biến đổi theo thời gian).

MPEG-4 AVC sử d ng mã hoá thuật toán nhị phân theo t nh huống CABAC (Context-

Adaptive Binary Arithmetic Coding). Hiệu suất mã hoá của CABAC cao hơn hẳn nhờ khả

n ng thích nghi với các thay đổi có thể xảy ra trong phân bổ symbol. Ví d , nó có thể khai

thác sự tương quan gi a các symbol và từ đó sử d ng sự tương quan bit và thuật toán mã

hoá. Cơ chế này có thể giúp tiết kiệm thêm một lư ng bit vào khoảng hơn 5%.

1.8.6 Một v dụ về ƣu thế của MPEG- so với MPEG-2

H nh 4-3 là biểu đ so sánh chất lư ng gi a MPEG-4 AVC với MPEG-2. Nó so sánh ho t

động của các bộ lập mã tối tân khi mã hoá một đo n video 30 khung/s có độ phân giải CIF

ghi h nh một trận thi đấu tennis.

Hình 0-3: So sánh chất lƣợng và tốc độ giữa MPEG- và MPEG-2

Đề tài KC.01.14/06-10

45

Triển khai Metadata

Metadata là một lo i d liệu cho biết thông tin về nội dung, vị trí, các thuộc tính liên quan

của một nội dung d liệu, giống như một cuốn sách trong thư viện về các thông tin về tựa

sách, số ISDN, thể lo i,… giúp người sử d ng t m kiếm dễ dàng. Bài viết này tổng h p

một số nghiên cứu về xu hướng của các dịch v ứng d ng metadata và một số k thuật đã

đư c sử d ng, với cơ sở khoa học là các công bố gần đây từ bộ phận R&D của NTT

Laboratories.

1.9. Các dịch vụ mới và các k thuật kế hợp với metadata

1.9.1 Các thành phần của metadata.

Các thành phần của metadata đư c t o ra ph thuộc vào lo i media hoặc cách mà nội dung

đư c sử d ng. Tuy nhiên, để metadata có thể sử d ng chung cho một số lư ng lớn người

d ng th nh ng thành phần metadata cốt lõi phải đư c chuẩn hóa. Gần đây, nhiều tổ chức

đã tiến hành thực hiện chuẩn hóa các thành phần metadata.

Cách cơ bản nhất để biểu diễn các thành phần metadata là d ng các tag của HTML. Tuy

nhiên, cách biểu diễn này không thể hiện đư c cấu trúc nhóm của các thành phần. Một

cách biểu diễn khác ngày càng sử d ng phổ biến hơn là d ng XML (Extensible Markup

Language) để thể hiện cấu trúc của nhiều lo i d liệu. Ngoài ra, cấu trúc RDF (Resource

Description Framework) c ng đư c d ng để mô tả cho metadata.

Metadata đư c sử d ng cho nhiều m c đích như:

Là d liệu tham chiếu để t m thông tin

Là d liệu tham chiếu mô tả các thuộc tính của các thành phần của nội dung. XML

có cơ chế gọi là "NameSpace" cho phép các thành phần metadata đư c định nghĩa

theo một tập các metadata khác nhau d ng cho nhiều m c đích sử d ng.

Là d liệu tham chiếu về bản quyền. Nếu bản quyền đư c mô tả trong metadata, th

vấn đề bản quyền sẽ đư c giải quyết dễ dàng hơn. Việc ng n chặn sự xâm nhập ,

sao chép bất h p pháp sẽ rất thuận l i.

1.9.2 Một số v dụ của metadata

H nh 5-1 minh họa cách thức sử d ng metadata để thực hiện dịch v hướng d n điện tử

(EPG – Electronic Program Guide). Các thông tin metadata khác nhau đư c d ng ở đây là:

Đề tài KC.01.14/06-10

46

"program information" sử d ng để t m kiếm các chương tr nh; "segment information" sử

d ng để mô tả các thuộc tính của một đo n chương tr nh d ng khi nội dung đư c chỉnh

sửa, phân lo i phiên bản, chèn quảng cáo gi a các đo n; "rights information" d ng để xử lý

quyền sao chép; “user information” d ng cho các hóa đơn thanh toán. Ngoài ra, "network

control information" kết h p với chương tr nh, metadata của người d ng cho phép lo i bỏ

các phân phối của nh ng nội dung không có người sử d ng trong một thời gian dài.

Hình 0-1: V dụ về metadata

1.9.3 Các dịch vụ dùng metadata.

Metadata giúp cho việc phân phối nội dung đư c hiệu quả và cho phép t o ra đư c các giá

trị gia t ng cho nội dung, đặc biệt hiệu quả đối với việc phân phối các chương tr nh truyền

h nh. Thông thường, các chương tr nh truyền h nh truyền thống đư c phát sóng trên các

kênh và lịch chương tr nh đư c xác định bởi nhà quảng bá. Để cải tiến, nhà cung cấp dịch

v h tr hướng d n chương tr nh điện tử EPG ph c v cho nh ng nhu cầu nghe nh n cá

nhân trên cơ sở là sở thích, thói quen của người xem. Do đó, người xem có thể xem nh ng

g họ muốn và khi họ muốn. H nh 5-2(1) là một ví d về hướng d n TV trực tiếp ph c v

cho nh ng người sử d ng cá nhân. Nh n chung, metadata có thể h tr cho các dịch v chủ

yếu sau:

Đề tài KC.01.14/06-10

47

Có khả n ng chọn nh ng cảnh quay từ các góc quay camera khác nhau (ví d : các

cảnh quay từ các camera khác nhau trong một trận bóng đá), h nh 5-2(2).

Hình 0-2: Các dịch vụ ứng dụng metadata

Các thông tin thêm liên quan đến nội dung như tiểu sử của nam n diễn viên trong

tu ng kịch hoặc thông tin về nh ng đ o c trong phân cảnh, h nh 5-2(3).

Hình 0-3: Mô hình chu i giá trị metadata

Hướng d n để mua các sản phẩm hoặc dịch v , như soundtrack trong phim mà

người xem thích, h nh 5-2(4).

Cung cấp các quảng cáo theo sở thích và thói quen của người xem, h nh 5-2(5).

Đề tài KC.01.14/06-10

48

Kết h p hóa đơn chung cho nhiều dịch v , hóa đơn linh ho t theo nhóm người

d ng, hoặc theo các thỏa thuận riêng trong h p đ ng.

Khi các dịch v đư c triển khai mở rộng th bản thân giá trị của metadata sẽ gia t ng. Nếu

giá trị này vư t qua chi phí t o ra metadata th h nh thành một cơ hội kinh doanh mới.

H nh 5-3 tr nh bày chu i giá trị của metadata, l i nhuận của nhà điều hành sẽ bao g m

trong việc phân phối nội dung và đóng vai trò h tr nền trong chu i giá trị.

1.9.4 Tạo thị trƣờng mới

Trong một số trường h p, ngu n l i từ metadata có thể không trực tiếp thuộc về người t o

ra nó. Nên phải xét ngu n l i từ metadata theo một chu i giá trị. Để xây dựng một chu i

giá trị thành công, chi phí thực hiện metadata phải đư c giảm xuống. Các k thuật t o

metadata tự động d ng k thuật nhận d ng giọng nói/ảnh có thể giúp giảm chi phí. Hơn

n a, việc chia xẻ rộng rãi metadata có thể làm giảm chi phí tính trên m i người sử d ng.

Việc trao đổi gi a các metadata sẵn có c ng mang đến nhiều l i ích. Để duy tr chu i giá

trị, tất cả các đối tác tham gia đều ph thuộc vào thị trường (g m người nắm gi nội dung,

nhà phân phối, nhà cung cấp hệ thống, khách hàng) và phải thu đư c l i nhuận.

1.9.5 Chuẩn hóa và thực thi

Gần đây, một vài tiêu chuẩn của metadata đã đư c triển khai. Ví d , đề án P/Meta của

EBU (European Broadcasting UNI0N) hướng đến m c tiêu trao đổi và chia xẻ các chương

tr nh TV của các nhà truyền thông ở các quốc gia có ngôn ng khác nhau. OnTVEurope

thử nghiệm cung cấp hướng d n chương tr nh điện tử với metadata đư c định nghĩa từ

TVAnytime Forum d ng phương thức nhận thông tin dịch v từ các tr m truyền thông.

NTT Laboratories đã xây dựng diễn đàn quốc tế về chuẩn hóa metadata như MPEG-21,

TVAnytime, và phát triển nội dung trên nền metadata chuẩn.

1.9.6 Kết hợp với các chức năng mạng

Trong dịch v phân phối nội dung cải tiến, người sử d ng muốn thu đư c nội dung ở bất

kỳ thời điểm, nơi nào, bất kể thiết bị cuối, b ng thông yêu cầu, lưu lư ng m ng cho phép

nào. Điều này sẽ d n đến nhiều yêu cầu hơn với dịch v , cần có nh ng phân lo i khác nhau

về nh ng đặc quyền riêng cho các nhóm người sử d ng, định d ng nội dung chuyển đổi,

khả n ng chuyển giao nội dung cho nhiều lo i thiết bị cuối, cho phép người d ng xem

Đề tài KC.01.14/06-10

49

phim liên t c không bị đứt kết nối khi thay đổi thiết bị cuối (ví d : từ PC trong nhà đến

thiết bị di động ngoài trời).

Để phân phối nội dung chất lư ng cao và cung cấp bảo mật tốt hơn, các nhà điều hành

m ng phải n lực hơn trong cấu h nh và điều khiển m ng: gán b ng thông thích h p, chọn

đường đi tối ưu, cân bằng lưu lư ng, v.v…

Nói chung, chất lư ng dịch v (QoS) thỏa mãn người sử d ng t y theo lo i nội dung. Ví

d , với trường h p các sự kiện thể thao h nh ảnh chuyển động nhanh th trễ đường truyền

yêu cầu phải là tối thiểu.

Metadata có thể giúp các nhà điều hành cấu h nh thông số m ng hoặc điều khiển m ng dựa

trên các thuộc tính đặc điểm của nội dung. Một số ý tưởng đã đư c đưa ra và đang triển

khai như: b ng thông đư c cấp phát tự động t y thuộc vào độ phân giải của nội dung, chọn

lộ tr nh tối ưu dựa trên đặc điểm của nội dung, cài đặt các mức bảo mật, điều khiển chất

lư ng. H nh 5-4 minh họa mô h nh phân phối và điều khiển của các tài nguyên m ng khác

nhau dựa trên đặc điểm nội dung và metadata người sử d ng. Với sự gia t ng của m ng

máy tính trong nh ng n m gần đây, việc phân phối các nội dung số trong môi trường h n

h p nhiều lo i thiết bị cuối trên các kênh của m ng sẽ bị h n chế. Khi đó, việc kết h p

metadata với các đặc tính m ng có thể t o ra nh ng dịch v mới có giá trị cao.

Hình 0-4: Kết hợp với điều khiển mạng

Đề tài KC.01.14/06-10

50

1.10. Các iện pháp để triển khai các dịch vụ ứng dụng metadata

Metadata đư c kỳ vọng là ch a khóa để quản lý nội dung số và triển khai các dịch v phân

phối nội dung.

1.10.1 Tạo metadata h trợ các dịch vụ

Cần có thị trường sản phẩm metadata cung cấp các metadata nội dung và thúc đẩy sự phát

triển của các sản phẩm metadata ứng d ng cho các dịch v . Hệ thống h tr t o metadata

phải cung cấp đư c các chức n ng chung của metadata cần thiết trong việc t o nội

dung/metadata ph c v cho việc phân phối nội dung/metadata.

Hình 0-5: Cấu trúc khái quát tạo metadata h trợ cho các dịch vụ

Các chức năng chính tạo ra metadata:

Việc h tr các chức n ng cho bộ t o metadata giúp người nắm gi nội dung có thể giảm

chi phí cho việc sản xuất metadata. Nh ng chức n ng này bao g m k thuật video-

indexing và giao diện xử lý video ph c v các chức n ng định nghĩa mở rộng metadata

theo cơ chế của người nắm gi nội dung, các chức n ng h tr về nhập metadata. Ngoài ra,

chức n ng h tr thay đổi metadata trên m ng (chức n ng ASP – Application Service

Provider) t o thuận l i cho việc thiết lập các sản phẩm metadata miễn phí và cung cấp

metadata dưới d ng mã ngu n mở.

Đề tài KC.01.14/06-10

51

1.10.2 Các dịch vụ kết hợp giữa truyền thông và quảng á

Quảng bá là ngành công nghiệp nhanh chóng ứng d ng metadata. Ví d , dịch v quảng bá

số Broadcast Satellite (BS) ở Nhật đã truyền các chương tr nh có metadata chứa các thông

tin về thể lo i, bảng phân vai… ứng d ng kết h p hướng d n chương tr nh điện tử EPG.

Hiện nay, các đặc điểm k thuật mở rộng của metadata d ng cho quảng bá đang dần

chuyển qua sử d ng XML. Metadata sẽ đư c sử d ng và hiển thị cho người xem trên EPG,

với các thông tin về thương m i, trích các cảnh hấp d n, …

Qui luật truyền thông

Khi d ng metadata cho các chương tr nh quảng bá th dung lư ng đường truyền sẽ mở

rộng và gia t ng. Việc phân phối metadata đến người xem là một cách kết h p hiệu quả

gi a các dịch v quảng bá và các dịch v cá nhân như VOD, hơn n a còn có thể d ng

metadata như một phương pháp xử lý và điều khiển m ng để đảm bảo chất lư ng.

Ngày nay với xu hướng nghe nh n cá nhân, bản thân metadata c ng phải đư c phân phối

định hướng đến người xem ứng với kênh truyền thông ph h p (truyền unicast) và xét đến

hiệu quả để truyền metadata. Tuy nhiên, để phân phối nội dung chương tr nh trên kênh

quảng bá trong khi metadata trên kênh truyền thông, cần phải có một k thuật làm nhiệm

v liên kết gi a hệ thống quảng bá và hệ thống truyền thông (H nh 5-6). Hơn n a, nếu các

chương tr nh quảng bá và metadata đư c phân phối đến người xem trên một s i quang th

các dịch v quảng bá và truyền thông phải đư c truyền tích h p. Khi đó, hệ thống t o,

phân phối và sử d ng metadata c ng phải đư c tích h p tương ứng.

Hình 0-6: Khái quát các dịch vụ sử dụng kết hợp truyền thông và quảng á

Đề tài KC.01.14/06-10

52

1.10.3 Cổng thông tin video (video portal) cho quản lý ản quyền số

Hình 0-7: V dụ về cấu trúc dịch vụ DAM

Media Asset Management Platform cung cấp một chức n ng quản lý bản quyền số có thể

lưu tr và quản lý metadata nội dung trên cơ sở MPEG-7 (chuẩn quốc tế về định d ng mô

tả nội dung multimedia). Nó c ng cho phép t m kiếm nội dung linh ho t, nhanh dựa trên

metadata. H nh 5-7 là dịch v cổng thông tin video gọi là MovieCircus của Toei

Corporation d ng Media Asset Management Platform.

Quản lý metadata

Cơ sở d liệu d ng định d ng XML để quản lý d liệu. Một chỉ số nhiều chiều

(multidimension index) đư c t o ra giúp t m kiếm tốc độ cao trên cơ sở nh ng đặc điểm từ

ảnh hoặc phân cảnh. Nh ng chức n ng này giúp t ng tốc quá tr nh t m kiếm.

Tìm kiếm metadata

Việc t m kiếm các nội dung chương tr nh sẽ thuận l i hơn bằng cách: t m kiếm trên

metadata các thông tin về thể lo i phim, tiêu đề, người biểu diễn, nhà sản xuấ t; hiển thị

danh sách các phân cảnh khi xem duyệt phim; cung cấp chức n ng t m kiếm phân cảnh

tương tự (similar-scene) bằng cách h tr các từ khóa, các đặc điểm của ảnh (image-

feature) trên metadata. Các dịch v khác dựa trên metadata từ người sử d ng như chức

n ng h n chế xem khi người d ng chưa đủ tuổi, phân khúc người xem theo từng nhóm,

theo tuổi, giới tính.

Đề tài KC.01.14/06-10

53

1.10.4 Hệ thống d n đƣờng (navigation) nội dung

AssociaGuide là hệ thống d n đường nội dung cung cấp môi trường ph c v t m kiếm nội

dung theo yêu cầu (h nh 8). Nó bao g m v ng khám phá nội dung (content exploring

space) cho phép nh n thấy các phân cảnh theo không gian dựa trên cơ sở của metadata nội

dung và chức n ng duyệt lướt video. Hệ thống d ng giao diện trực quan để hướng d n sử

d ng kho lưu tr khổng l các nội dung, và kèm việc giới thiệu, phân phối các nội dung

đư c sử d ng nhiều, phổ biến.

Hình 0-8: Cấu hình hệ thống d n đƣờng

Hình thức dùng metadata

Hệ thống bắt đầu với việc sưu tập các thông tin metadata dựa vào công c đ ng ký trực

tuyến trên Web. Sau đó d ng thông tin thể lo i (genre information) và các ghi chú chương

tr nh (program commentaries) để đưa kết quả t m đư c ra không gian khám phá nội dung.

Các h nh m u thu nhỏ (thumbnails) đ i diện cho các nội dung đư c sắp xếp gần với nhau,

các m u nội dung đư c đánh số và quản lý chung.

Lọc nội dung

Hệ thống c ng kết h p các bộ lọc nội dung khác nhau để thu hẹp số lư ng nội dung t m

đư c xuất hiện trong không gian khám phá. Các bộ lọc này có thể lọc đư c các nội dung

mới hoặc nội dung đang quảng bá theo cơ sở metadata đ ng ký; lọc ranking lọc các nội

dung phổ biến dựa trên số lần đ ng nhập truy cập của người sử d ng; lọc theo từ khóa thực

hiện việc t m kiếm các từ khóa trên metadata. Các thumbnails của nội dung đư c lọc xuất

Đề tài KC.01.14/06-10

54

hiện trong không gian khám phá sẽ hiển thị đậm; người sử d ng còn đư c cung cấp các

cách sắp xếp khác nhau các nội dung t m đư c.

1.10.5 Các dịch vụ tƣơng tác

Metadata có thể đư c sử d ng để thiết lập theo nhóm các liên kết gi a các nội dung tương

tác. Đây là nh ng dịch v nội dung giá trị gia t ng có nhiệm v chủ yếu là sưu tập và sắp

xếp các nội dung để phân phối đến người sử d ng. Nội dung đư c tương tác với một số

người nhờ xử lý metadata theo nhóm các nội dung riêng.

Hình 0-9: Cơ chế của cinema tƣơng tác

Cinema tương tác

Một minh họa cho dịch v tương tác là cinema tương tác d ng hệ thống VisionMark (h nh

5-9). Trong khi b n xem một vở kịch, VisionMark sẽ cho xuất hiện tự động bất kỳ phân

cảnh có liên kết với nội dung tương tác d ng metadata. B n có thể click trên VisionMark

để tương tác với các nội dung có liên kết này và xem nh ng thông tin chi tiết hơn về

chương tr nh. Do đó, cinema tương tác cung cấp một cách thức mới để xem các nội dung

chương tr nh một cách chủ động hơn.

Thử nghiệm phân phối cinema tương tác

Một thử nghiệm phân phối cinema tương tác đư c thực hiện gi a NTT và Kadokawa

Shoten Publishing. Kết quả cho thấy tính khả thi của việc cung cấp các dịch v nội dung

chương tr nh theo cách thức mới này. Thực nghiệm này c ng nhận đư c sự ủng hộ của

Đề tài KC.01.14/06-10

55

nh ng nhà sản xuất chương tr nh v nó mở ra cách thức mới để phân phối nội dung video

trên cơ sở tương tác.

1.11. Metadata phục vụ liên kết các dịch vụ media

Metadata có thể đư c sử d ng để giới thiệu các sản phẩm liên quan đến nội dung với người

xem nếu họ có nhu cầu. Người sử d ng c ng có thể chuyển hướng quan tâm đến nh ng nội

dung phân phối khác hoặc các dịch v thương m i điện tử (EC – electronic commerce).

Hình 0-10: Khái quát các dịch vụ liên kết media

Dịch vụ media

Nếu người sử d ng đư c giới thiệu một sản phẩm và chấp nhận mua sản phẩm trên site

EC, mediator nhận nhiệm v này (g m chức n ng giới thiệu và xử lý chi phí). Trước t iên,

hệ thống trích thông tin ID (duy nhất) của nội dung mà người sử d ng quan tâm. Thông

thường, thông tin ID bao g m cID (content ID), URL (Uniform Resource Locator), ISBN

(International Standard Book Number), và CDDB (Compact disc database ID).

K thuật d ng để liên kết ID đến nội dung là k thuật digital watermarking để dấu thông

tin vào nội dung mà không làm ảnh hưởng đến chất lư ng và Distributed Content

Descriptor gán metadata vào header của file hoặc một nơi khác.

Tiếp theo, để giới thiệu chính xác nh ng sản phẩm thích h p nhất cho người sử d ng, việc

giới thiệu phải dựa trên metadata của nội dung đang đư c xem của người sử d ng và/hoặc

của sản phẩm đư c giới thiệu có kết h p với metadata của người sử d ng bao g m các

Đề tài KC.01.14/06-10

56

thông tin về người d ng (tuổi, giới tính, địa chỉ, thiết bị cuối, tốc độ line, …), sở thích, thói

quen của người d ng.

Viral maketing

"Viral maketing" là cách thức giới thiệu sản phẩm đến người sử d ng. Nó quản lý chu i

giá trị của các dịch v đư c giới thiệu (đến ai với nội dung nào), người đư c giới thiệu sẽ

mua quyền sử d ng và sản phẩm đư c mua nằm ở site EC nào. H nh thức này quản lý

metadata phân phối là các phiếu đư c cấp phát từ nh ng nhà cung cấp nội dung thông tin.

1.12. H trợ triển khai các dịch vụ Metadata

1.12.1 Các k thuật cơ ản để xử lý metadata.

Hình 0-11: K thuật metadata cơ ản

Các dịch v ứng d ng metadata như các dịch v phân phối nội dung multimedia d ng EPG

(Electronic Program Guide) đã bắt đầu đư c triển khai. Các phương pháp sử d ng

metadata có thể giới thiệu như sau:

Mô tả và sử d ng các thuộc tính của nội dung đích, người d ng, và các dịch v để

t o thuận l i cho việc d n đường đ t hiệu quả và tốc độ cao khi có một số lư ng

lớn nội dung và người d ng.

Đề tài KC.01.14/06-10

57

Người sử d ng c ng chia xẻ các dịch v theo các thuộc tính về nội dung, mức truy

cập, các thuộc tính khác của metadata và d ng thức của các liên kết dịch v bên

trong ph c v các dịch v gia t ng.

Các k thuật cơ bản để xây dựng các dịch v sử d ng metadata bao g m các lo i như sau :

K thuật t o metadata: Cho phép toàn hệ thống (nhà cung cấp nội dung, nhà cung

cấp dịch v , người sử d ng,…) t o metadata hiệu quả cho các lo i nội dung.

K thuật chia xẻ metadata: quản lý metadata và xử lý (chuyển đổi, tích h p,

trích,…) t y thuộc vào các hệ thống dịch v .

K thuật ứng d ng metadata: Cho phép người sử d ng dịch v d ng metadata để

t m kiếm thuận tiện và hiệu quả các nội dung, các thể lo i, giới thiệu nội dung, t m

kiếm các đặc điểm tương tự, và các đặc điểm t m kiếm cải tiến khác.

1.12.2 K thuật tạo metadata

Metadata kết h p với nội dung phải đư c t o ra trước khi các dịch v sử d ng nó.

Metadata đư c t o ra phải biểu diễn nội dung trong d ng thích h p và linh ho t, đư c t o

một cách dễ dàng và hiệu quả, t o ra ph h p với cách thức sử d ng. NTT Cyber Space

Laboratories đã nghiên cứu và phát triển k thuật t o metadata cơ bản như trong h nh 5-12.

Hình 0-12 : Khái quát chức năng của k thuật tạo metadata nội dung

Tạo metadata đa dạng

Đề tài KC.01.14/06-10

58

Các tiêu đề và bảng tóm tắt nội dung là các ví d điển h nh về thông tin metadata liên quan

đến nội dung. Tuy nhiên, khi t o các metadata ph h p với chương tr nh video g m nhiều

phân cảnh (các đo n video) th việc sử d ng metadata mô tả chung cho toàn chương tr nh

sẽ không đầy đủ. V lý do này, tr nh t o metadata và tr nh lưu gi nội dung cung cấp chức

n ng t o các chỉ số tự động trích các frame và các phân cảnh tương ứng với các thông tin

của đo n dựa trên sự thay đổi về h nh ảnh, âm thanh, âm nh c và video. Điều này giúp t o

ra các metadata ph h p với nội dung và cho phép khả n ng quản lý đa d ng.

Tạo metadata hiệu quả

Với các metadata đư c t o liên quan đến phân cảnh như mô tả ở phần trên, một lư ng lớn

người d ng có thể yêu cầu đến mức phân cảnh nếu tất cả đư c quản lý h p lý. Hơn n a,

với chức n ng trích tự động d ng công c t o chỉ số, tr nh t o metadata cung cấp thêm các

chức n ng khác giúp việc t o metadata dễ dàng và hiệu quả. Việc tổng h p và sắp xếp tự

động của một số ảnh đ i diện từ video là một cách thức hiệu quả để xem thông tin

metadata. Thêm n a, tr nh lưu gi nội dung cung cấp các chức n ng trên nền Web để có

thể t o, sửa ch a metadata trên m ng như: chức n ng dựng/xem metadata, chức n ng h

tr t o metadata d ng k thuật nhận d ng ch , chức n ng t o chỉ số phân bố song song

(distributer-parallel indexing function).

Tạo metadata theo cách sử dụng

Khi yêu cầu sử d ng metadata có sự khác biệt so với chuẩn cấu t o (theo m c đích sử d ng

và t o từ nhà cung cấp dịch v ), tr nh dựng thích h p cung cấp chức n ng định nghĩa

metadata mở rộng khi cần và mô tả định nghĩa xuất ra theo d ng XML (Extensible Markup

Language). Hơn n a, chương tr nh dựng metadata cung cấp chức n ng t y biến giao diện

theo các định nghĩa mở rộng và chức n ng thực hiện kiểm tra tương thích trên metadata.

Các chức n ng này cho phép t o các metadata thích h p và hiệu quả trong khi v n đảm bảo

khả n ng bảo tr .

Chương tr nh gán metadata từ người sử d ng cung cấp chức n ng thu các metadata ghi chú

về người sử d ng ứng với một phân cảnh bằng cách đ ng bộ việc tr nh diễn của phân cảnh

và hiển thị metadata ghi chú.

Điều này cho phép t o ghi chú dễ dàng theo sở thích riêng của người xem với phân cảnh.

Chức n ng mới này h tr việc gán metadata theo quan điểm của người xem so với gán

theo quan điểm của người gi nội dung và nhà cung cấp dịch v .

Đề tài KC.01.14/06-10

59

1.12.3 K thuật chia sẻ metadata

Phần lớn metadata đã đư c chuẩn hóa theo ứng d ng và xu hướng sử d ng, và có nh ng

metadata thậm chí đư c sử d ng chỉ cho một số ứng d ng duy nhất. Nguyên tắc của k

thuật chia xẻ metadata là cho phép xử lý linh ho t và hiệu quả các thông tin metadata. NTT

Cyber Space Laboratories nghiên cứu và phát triển "XML Sharing Platform System" như

trong h nh 13. K thuật cơ bản của hệ thống này là có thể xử lý tất cả các lo i metadata

bằng XML, g m cả việc quản lý và chuyển đổi.

Hình 0-13: Cấu hình chức năng của hệ thống nền chia sẻ XML

K thuật quản lý metadata

NTT đã phát triển công c t m kiếm XML cực nhanh gọi là LiteObject có đặc tính giao

diện là XPath, chỉ số đa chiều tốc độ cao (high-speed multi-dimensional index), cơ sở d

liệu thường trú trong bộ nhớ, mô h nh d liệu liên quan với đối tư ng. Quá tr nh xử lý t m

kiếm của XPath trong LiteObject nhanh gấp 10 lần so với các sản phẩm thương m i

DBMS.

NTT c ng phát triển ngôn ng t m kiếm/cập nhật trên nền XQuery, hiện nay chuẩn hóa

như là ngôn ng XML từ W3C (World Wide Web Consortium), quản lý d liệu XML theo

JDBC (Java Database Connectivity) và công c LiteObject. Các sản phẩm này sẽ quản lý

metadata thuận l i bằng cách cho phép metadata điều chỉnh ph h p với các ứng d ng và

Đề tài KC.01.14/06-10

60

môi trường của hệ thống trong khi v n đảm bảo việc bảo tr các dịch v thông qua một

giao diện chuẩn đ ng nhất.

K thuật chuyển đổi metadata

Khi hai hoặc nhiều hệ thống chia xẻ d liệu, cần các chức n ng để điều khiển chuyển đổi

d liệu, truyền, giao dịch và các quá tr nh xử lý khác. NTT đã phát triển một chức n ng

điều khiển chia xẻ XML thông qua đặc điểm k thuật kịch bản (scenar io). Ví d , b n có

thể xác định một kịch bản để chuyển đổi metadata từ d ng TV-Anytime đến MPEG-7,

truyền metadata chuyển đổi đến hệ thống d ng cho m c đích chia xẻ, và lưu tr trực tiếp

nó vào cơ sở d liệu trên hệ thống đó. Tóm l i, các kịch bản có thể đư c d ng để xác định

các lo i điều khiển khác nhau theo các đòi hỏi về metadata.

Hệ thống của NTT h tr XTL (XML Transfer Language) như ngôn ng định nghĩa

chuyển đổi metadata. Mặc dầu XSLT (Extensible Stylesheet Language Transformations)

đã đư c sử d ng rộng rãi cho việc chuyển đổi XML, nhưng cấu trúc phức t p của nó khiến

cho việc học XSLT khó, trong khi nh ng k thuật chuyển đổi khác th không đầy đủ các

chức n ng.

V lý do đó, XLT đã đư c phát triển. XLT dễ dàng định nghĩa việc chuyển đổi metadata

chỉ sử d ng 1/10 code so với XSLT và mô tả các chức n ng chuyển đổi ở mức tương

đương hoặc tốt hơn so với XQuery.

1.12.4 K thuật ứng dụng metadata

Theo quan điểm của người sử d ng, m c đích của việc gán metadata đến nội dung không

phải là để kiểm tra về nội dung mà muốn t m đư c đúng nội dung yêu cầu. Tuy nhiên,

metadata còn đư c sử d ng kiểm tra, xác định các m c khác nhau của nội dung đư c yêu

cầu và khi số lư ng nội dung lớn th hiệu suất t m kiếm sẽ giảm đi. Từ đó, để t m đư c nội

dung mong muốn nhanh sử d ng metadata th cần một k thuật để lọc metadata theo yêu

cầu của người sử d ng. NTT Cyber Space Laboratories đã nghiên cứu và phát triển hệ

thống MetaConcierge để đơn giản các cấu trúc dịch v d ng metadata nội dung.

Dữ liệu metadata

Để cho phép người sử d ng t m nội dung mong muốn dễ dàng, một k thuật hiệu quả lưu

tr metadata nội dung vào cơ sở d liệu và cho phép t m kiếm bằng từ khóa, thư m c, hoặc

nh ng thứ giống như thế. Nói chung, số kết quả t m kiếm gia t ng khi số lư ng nội dung

Đề tài KC.01.14/06-10

61

trở nên lớn hơn, v thế chỉ một k thuật đơn giản khó có thể t m kiếm đư c nội dung mong

muốn. Hệ thống MetaConcierge giúp đỡ giải quyết vấn đề này bằng cách kết h p t m kiếm

cả từ khóa và thư m c với chức n ng biểu diễn nội dung theo sở thích người sử d ng ph

thuộc vào cách thức họ ưu tiên hoặc chọn lựa. Với hệ thống này, nhà cung cấp dịch v có

thể xác định nh ng nội dung đư c truy cập hoặc nhóm các thư m c đ i diện cho nhóm

người sử d ng đư c phân khúc theo giới tính và/hoặc tuổi. Các nội dung giới thiệu c ng

đư c chọn dựa trên lịch sử truy cập của m i nhóm người sử d ng.

Hình 0-14: Cấu hình chức năng của MetaConcierge

Nói cách khác, nếu chỉ mô tả nội dung bằng từ khóa thích h p để ph c v t m kiếm th

không đ t hiệu quả mong muốn. Để cho phép t m kiếm đ t hiệu quả tốt hơn người ta

thường d ng các thông tin khác. Ví d , MetaConcierge cho phép t m kiếm theo các điều

kiện ban đầu với tr nh trực quan d ng các h nh ảnh dựa trên k thuật t m kiếm ảnh tương

tự (similar- image), cho phép t m các đặc điểm giống nhau gi a các ảnh dựa trên số lư ng

đặc điểm về màu sắc và h nh d ng (metadata mức thấp) đư c trích từ d liệu ảnh. Mặc dầu

việc xử lý tốc độ cao là khó về k thuật, MetaConcierge đã đ t đư c tốc độ xử lý cao nhờ

ứng d ng công c t m kiếm ảnh phát triển từ NTT Cyber Space Laboratories. K thuật chỉ

số đa chiều gọi là C-tree có thể t m kiếm 20 ảnh tương tự trong cơ sở d liệu ảnh chứa

khoảng 100,000 đối tư ng chỉ trong 0.82 giây. Nếu metadata mức thấp trích từ các ảnh tiêu

biểu trong đo n video đư c đ ng ký trong công c này, người sử d ng có thể xác định

đư c ảnh và sau đó thu đư c nh ng phân cảnh cần thiết, điều này sẽ không thực hiện đư c

nếu chỉ d ng cách thức t m kiếm theo từ khóa trước đây.

Đề tài KC.01.14/06-10

62

Quản lý dịch vụ

MetaConcierge thực hiện các yêu cầu t m kiếm bằng cách cung cấp các chức n ng t m

kiếm khác nhau đư c quản lý theo nhóm các lo i dịch v và cho phép nhà cung cấp dịch

v thay đổi các lọai dịch v này khi cần thiết nhờ vào cài đặt cấu h nh tr nh từ đơn dịch v .

MetaConcierge c ng cung cấp chức n ng đóng gói nhiều m c của nội dung v thế nội dung

có thể đư c t m kiếm theo gói nội dung

1.13. Các định dạng trao đổi file cho mạng sản xuất truyền hình

Hiện nay các hệ thống sản xuất truyền h nh số đang đư c sử d ng đều là các hệ thống độc

quyền riêng của hãng sản xuất và chúng ho t động như các “đảo” tách biệt, không thể phối

h p đư c với nhau, gây khó kh n rất nhiều cho quá tr nh sản xuất quy mô lớn. Do vậy xuất

hiện yêu cầu ngày càng t ng trong việc kết h p các đảo này với cơ sở h tầng nối m ng

rộng lớn hơn. Đó c ng chính là m c đích của giai đo n số hóa thứ hai của sản xuất truyền

h nh – dịch chuyển về phía các công nghệ dựa trên công nghệ thông tin (IT- Information

Technology).

Lý do của điều này là công nghệ dựa trên máy tính đã chứng minh ích l i của nó trong

nhiều ứng d ng trong môi trường quảng bá chuyên nghiệp. Một ứng d ng nổi bật có ph m

vi toàn thế giới là các hệ thống server cho sản xuất, hậu kỳ, phát x và lưu tr .

Khuôn m u chung cho tất cả các ứng d ng này là truyền d liệu chương tr nh và lưu tr

chúng trong các môi trường (media) phi tuyến bằng các định d ng (format) file độc quyền

hoặc độc quyền một phần (partly proprietary). Do vậy việc trao đổi chương tr nh chỉ có thể

đư c thực hiện qua các mặt bằng (platform) có thể quản lý và khai thác các cấu trúc file

độc quyền đó. Các tổ chức người sử d ng (như EBU, Pro-MPEG Forum,..) đã biểu thị yêu

cầu m nh mẽ về việc d ng chung (share) các file gi a các người bán thiết bị khác nhau,

trong phương thức không độc quyền – trong ph m vi studio c ng như gi a các thiết bị

quảng bá không giống nhau. Việc d ng chung ở đây có nghĩa là có thể trao đổi nội dung

đư c tập h p trong các file, bằng môi trường đa d ng (đĩa cứng, đĩa quang, b ng d liệu),

hoặc bằng cách truy cập trực tiếp nội dung đư c lưu trong file qua các giao diện và giao

thức m ng chuẩn hóa. Có thể tóm gọn các l i ích điều hành và kinh tế chính có thể có khi

thích nghi các m ng và trao đổi nội dung trong d ng file là như sau:

Đề tài KC.01.14/06-10

63

Nhiều người sử d ng có thể truy cập đ ng thời d liệu có liên quan tới một dự án chung,

trong một môi trường sản xuất phân bố

Việc trao đổi file không làm giảm chất lư ng h nh ảnh v video có nén tải trong

thân file có thể đư c truyền trong d ng nén gốc (native) của nó;

Việc trao đổi có thể đư c thực hiện qua các m ng LAN và WAN ở các tốc độ khác

nhau;

Tốc độ truyền file có thể đư c thích nghi với b ng thông kênh có sẵn (ví d nếu

m ng cung cấp tốc độ 10 Mb/s th file đư c truyền ở tốc độ này; nếu có sẵn m ng

cho phép truyền nhanh hơn và nếu có thiết bị ngo i vi h tr th việc truyền có thể

đư c thực hiện ở tốc độ cao hơn);

Người sử d ng có thể dung hòa giá thành truyền theo thời gian truyền;

Metadata, video, audio và data có thể đư c truyền trong một khuôn (wrapper)

chung (các thuật ng metadata, wrapper c ng một số thuật ng khác sẽ đư c giải

thích ở phần 2);

Có thể phân tách môi trường (lưu tr ) và nội dung cài trong file;

Có thể thực hiện phương pháp hệ thống theo chiều ngang, theo model lớp;

Các hệ thống có thể đư c xây dựng khi d ng thiết bị máy tính sẵn có, do vậy bổ

sung thêm các l i ích kinh tế vào giá thành toàn bộ của hệ thống v.v....

Trong ph m vi môi trường phân bố nhiều người sử d ng, các ưu điểm kể trên chỉ có thể

đư c khai thác nếu các hệ thống ngu n và đích có thể liên ho t (interoperate), điều này đòi

hỏi định d ng file và payload c ng metadata của nó phải đư c xác định tốt, đư c chuẩn

hóa và mở.

Tuy nhiên có một điều đáng tiếc là các thiết bị đang đư c chào trên thị trường quảng bá

hiện nay thường d ng các định d ng file độc quyền một phần và khác nhau. Trong khi một

số định d ng đã đư c phát triển trực tiếp từ công nghệ máy tính, như định d ng file AVI,

th các định d ng khác đã đư c phát triển để đáp ứng các yêu cầu ứng d ng trong thế giới

quảng bá chuyên ngành. Cần chú ý rằng một đ ịnh d ng file rất thông d ng – General

eXchange Format (GXF) đã đư c sử d ng trong Profile Server của Công ty Grass Valley

Group – đã đư c SMPTE chuẩn hóa vài n m trước đây như SMPTE 360M. Tuy nhiên

người ta c ng nhận thấy rằng các yêu cầu đòi hỏi cao hơn trong miền metadata không thể

đư c đáp ứng bởi định d ng file này.

Đề tài KC.01.14/06-10

64

Nhu cầu cần có một định d ng file chung, chuẩn hóa, mở, đư c thiết kế để đáp ứng một

ph m vi rộng các yêu cầu thường gặp trong sản xuất truyền h nh, đã trở nên rõ ràng. Hai

nguyên nhân cho việc này là:

Sự c ng t n t i của các định d ng file không tương thích khác nhau, hoặc của các

định d ng file với chức n ng h n chế, mà hầu hết trong số chúng không tương thích

với các nhu cầu của công nghiệp quảng bá chuyên ngành (ví d các kích thước file

h n chế, không có khả n ng dựng trong ph m vi file, và không có cấu trúc KLV

hoặc metadata hay payload trung tính v.v...);

Việc áp d ng có hiệu quả các hệ thống dựng h nh phi tuyến dựa trên server trong

các hệ thống thiết bị quảng bá trên toàn thế giới.

Khi ghi nhận yêu cầu tiêu chuẩn hóa này, nhiều tổ chức như Pro-MPEG Forum, AAF

Association, dự án EU GFORS và EBU đã bắt đầu nghiên cứu từ hơn ba n m trước đây

cho tới nay để có một định d ng file chung gọi là MXF (Material eXchange Format) d ng

cho việc trao đổi các chương tr nh truyền h nh trong các môi trường sản xuất. SMPTE và

ủy ban công nghệ cho Wrapper và Metadata (W25) của nó, đã đư c chọn như cơ quan

(platform) để thực hiện sự chuẩn hóa.

1.13.1 Một số khái niệm.

Để nắm đư c vấn đề sẽ tr nh bày tiếp theo, chúng ta cần hiểu một số khái niệm như tr nh

bày dưới đây. Một số ch viết tắt tiếng Anh đư c giải thích ở cuối bài và đư c dịch ra

tiếng Việt (nếu có thể).

• Essence (hay essence data ) g m d liệu h nh ảnh, âm thanh và các d ng d liệu khác

có thể đư c cảm th trực tiếp. Ở đây có thể t m dịch là tín hiệu cơ bản.

• Wrapper: khi liên h p tất cả các bit của metadata với tất cả các bit của essence (data,

audio, video) ta có kết quả là Content (Nội dung). Content này phải đư c đặt trong

Wrapper (hay Container hoặc các định d ng file) sao cho nó có thể đư c di chuyển và lưu

tr xuyên suốt hệ thống. Các d ng d liệu có thể đặt trong wrapper bao g m: metadata,

essence, các quan hệ gi a các bit của metadata và essence. Không có khuôn m u chung

cho wrapper mà có nhiều lo i thích h p cho các yêu cầu riêng.

H nh 5-15 là một ví d model nội dung đơn giản. Ta thấy nội dung đư c tổ chức thành

các gói nội dung (content package). M i gói l i g m các m c (content item). M i m c l i

g m các phần tử nội dung (content element). Có các d ng phần tử nội dung khác nhau bao

Đề tài KC.01.14/06-10

65

g m Video Essence, Audio Essence, Data Essence, Vital Essence (metadata quan trọng) và

Association Metadata (Metadata kết h p).

Hình 0-15: Các mục và phần tử trong một Wrapper

• Streaming:

Trước tiên cần hiểu Streaming là g ? Trong thực tế có hai cách để xem/nghe file media trên

Internet:

1) N p xuống tòan bộ file và lưu nó trên đĩa c c bộ (local disk) trước khi nghe/xem

(playback). V file media thường có kích thước lớn nên điều này thường tốn thời gian, đặc

biệt khi tốc độ đường truyền chậm. Ngòai ra file phải đư c lưu trên đĩa và yêu cầu nhiều

không gian đĩa.

2) D ng streaming. Streaming là khả n ng bắt đầu xem file phim hoặc nghe file nh c trước

khi tòan bộ file đư c n p xuống hết. K thuật này tránh cho việc phải n p tòan bộ file

trước khi playback. B n có thể xem phim hoặc nghe nh c trong thời gian thực trong khi

file đang đư c n p xuống. Điều này giải quyết vấn đề thời gian chờ đ i n p xuống không

cần thiết và khó chịu, đ ng thời b n c ng không cần không gian đĩa bổ sung trên đĩa cứng

của b n v các gói tin sẽ bị mất đi m i khi chúng đư c sử d ng. Muốn vậy d liệu phải

đư c thu theo đúng thứ tự và đúng thời gian playback chúng. Nếu không chất lư ng hiển

thị (playout) sẽ bị sút kém tới mức không thể chấp nhận đư c. K thuật streaming giải

quyết nhiếu vấn đề nhưng d n đến yêu cầu cao hơn về b ng thông, độ trễ và tổn hao (thất

l c) các gói tin trên đường truyền.

Đề tài KC.01.14/06-10

66

Có nhiều ứng d ng streaming khác nhau và có thể chia chúng thành hai nhóm chính:

streaming lưu tr (stored streaming) và streaming trực tiếp (live streaming). Streaming lưu

tr liên quan với media đư c ghi trước và lưu trên server. Người sử d ng yêu cầu các file

video từ server. Các file có thể chứa các phim truyền h nh, phim thường, các đo n ghi bài

học hoặc các clip video âm nh c. Ứng d ng m u ở đây là Video-On-Demand (VOD).

Người sử d ng có thể tương tác với màn hiển thị bằng cách d ng cuộn nhanh/quay ngư c,

dừng (fast- forward/backword, pause) ... Streaming trực tiếp : các ứng d ng streaming trực

tiếp th tương tự với quảng bá truyền h nh và phát thanh, ngo i trừ rằng việc truyền d n

xảy ra trên Internet chứ không phải là phát x thông thường. Ứng d ng này cho phép người

sử d ng đ t đư c tư liệu truyền trực tiếp từ mọi phần bất kỳ của thế giới. V audio/video

không đư c lưu trong server nên người sử d ng không thể tương tác trong khi playout.

Các ứng d ng streaming trực tiếp có các yêu cầu độ trễ chặt chẽ hơn so với các ứng d ng

streaming lưu tr . Các ví d của ứng d ng streaming trực tiếp là telephone qua Internet

(Internet telephone), hội thảo video (Video conferencing), Internet radio, học từ xa, các trò

chơi tương tác...

Như vậy, streaming là h nh thức "đẩy" (push) nội dung qua các kênh và m ng truyền d n

trên Internet theo topo điểm-điểm hoặc điểm-nhiều điểm. Ở đây yêu cầu quan trọng là

truyền trong thời gian thực, có nghĩa là trong khi chúng đang xẩy ra. Streaming là công

nghệ duy nhất cho phép thực hiện đư c điều này, nó đư c sử d ng trong m ng Internet từ

khoảng 10 n m nay. Hiện nay multimedia đang đư c mở rộng từ PC tới các mặt bằng

người sử d ng mới: các thiết bị vô tuyến gọn, nhẹ (hand-held), các set-top box truyền h nh

tương tác, các máy trò chơi điện tử (game console), các điện tho i di động 3G... nên

streaming càng có vai trò quan trọng.

Sự phát triển của streaming đư c khích lệ bởi ba yếu tố:

a) Các thuật toán nén audio, video tiên tiến

b) Sự phát triển các server streaming;

c) Sự cải thiện các m ng b ng rộng và các modem cáp.

H nh 5.16 là tóm tắt các công nghệ streaming còn h nh 5-17 là một ví d về sản xuất truyền

h nh nối m ng tương lai.

Đề tài KC.01.14/06-10

67

Hình 0-16: Các công nghệ Streaming

Hình 0-17: V dụ về sản xuất truyền hình nối mạng tƣơng lai

Đề tài KC.01.14/06-10

68

• Truyền file (File):

Truyền file là dịch chuyển các nội dung file trong các mode "đẩy" (push) và "kéo" (pull)

qua topo điểm-điểm hoặc điểm-nhiều điểm. Nó có vai trò ngày càng t ng trong các kết nối

studio tương lai. Nó là sự copy nội dung bit tiếp bit, không l i, đư c đảm bảo. Điều này

yêu cầu các kết nối gi a các thiết bị tham gia truyền file phải cho phép gửi l i các d liệu

thu bị thất l c, có nghĩa là kết nối hai hướng.

Truyền file cho phép các tốc độ truyền khác nhau:

- Thấp hơn thời gian thực

- Thời gian thực;

- Nhanh hơn thời gian thực (để tiết kiệm tiền).

H nh 5-18 điểm các công nghệ truyền file còn h nh 5-19 biểu diễn các công nghệ truyền

file "đặc biệt".

Hình 0-18: Điểm các công nghệ truyền file

Hình 0-19: Các giao thức truyền file đặc iệt

Đề tài KC.01.14/06-10

69

1.13.2 Truyền tải và lƣu trữ file

Như đã tr nh bày, file có thể đư c xem như một “Container” hoặc “Wrapper” cho tất cả

các phần tử chương tr nh (audio số, video số, d liệu ph và metadata) trong ph m vi một

thiết kế riêng (specific project). Sau đó các phần tử này có thể đư c truyền trên m ng hoặc

đư c lưu trong môi trường lưu tr như một thực thể đơn, có thể dễ dàng đư c nhận biết bởi

một tên file duy nhất để có thể khôi ph c l i một cách rõ ràng. Metadata cung cấp sự mô

tả tin tức cơ bản (essence) chứa trong thân file và xác định mối quan hệ chính xác (ph m

vi, mốc thời gian...) của các phần tử khác nhau với nhau. Điều này cho phép xử lý riêng

biệt audio và video, cho phép tin tức cơ bản hoặc toàn bộ file đư c kết nối tới một vài

metadata bổ sung đặt trong cơ sở d liệu. Điều kiện tiên quyết cho chức n ng này là định

d ng file phải cung cấp thông tin cho phép tách kênh thành công (ví d tách audio khỏi

video), nhận d ng và xử lý metadata và tin tức cơ bản chứa trong file. Tuy nhiên cần phải

nhấn m nh rằng thông tin này có thể không đủ để cho phép giải thích hoặc xử lý thành

công tin tức cơ bản chứa trong payload của file (ví d khả n ng giải mã video có nén với

chất lư ng ảnh nhất định).

C ng cần hiểu rằng cơ cấu truyền file th không ph thuộc vào định d ng file và payload

chứa trong file. Về nguyên lý định nghĩa định d ng file không ph thuộc vào cơ cấu truyền

tải đư c sử d ng (model lớp). Tuy nhiên một đòi hỏi thường đư c nhắc tới đi kèm với

truyền file một phần là phải có mức độ quan hệ l n nhau gi a định d ng file và cơ cấu

truyền tải.

Việc phân lớp các chức n ng có thể đư c t m thấy khi nghiên cứu các công nghệ liên quan

với lưu tr file. H nh 5-20 mô tả các lớp khác nhau cần phải đư c xem xét cho truyền file

(trái) và lưu tr file (phải).

Hình 0-20: Truyền và lƣu trữ file

Đề tài KC.01.14/06-10

70

Nếu tín hiệu video thời gian thực đư c truyền tới server đĩa cứng (ví d cho dựng h nh phi

tuyến NLE), dòng d liệu tới đư c lưu như file. Trong trường h p truyền file gi a các

server qua m ng, tín hiệu tới thường đã ở định d ng file và có thể đư c truyền trực tiếp tới

môi trường lưu tr , hoặc có thể đư c biến đổi thành “định d ng file” khác trước khi lưu.

Yêu cầu công suất d liệu cao, truy nhập không tuyến tính nhanh tới nội dung lưu tr , c ng

như yêu cầu d ng hiệu quả môi trường lưu tr có nghĩa rằng định d ng file có thể cần phải

cấu trúc l i để thực hiện sự phối h p tốt nhất gi a cấu trúc file sẵn có và cấu trúc của định

d ng đư c phân đo n (segmented format) của môi trường lưu tr . Định d ng đư c phân

đo n đư c gọi là định d ng lưu tr cấu trúc (structured storage format) hoặc định d ng lưu

tr mức thấp (low-level storage format).

Các phần tử chính cần phải đư c xem xét khi bàn về file là:

• Định d ng đư c sử d ng để truyền thông tin như là file – và định d ng này chỉ t n t i

duy nhất trên đường truyền (on the wire). Nó có thể khác với định d ng đư c sử d ng để

lưu thông tin.

• Định d ng lưu tr mức cao / thấp (hoặc lưu tr cấu trúc) chứa định d ng file.

• Các giao thức truyền file đư c áp d ng.

• Giao diện tr nh ứng d ng API (Application Programming Interface) và hệ điều hành có

trách nhiệm t o truy nhập tới file đư c lưu trên phương tiện (media).

Trong sản xuất truyền h nh chuyên d ng, thậm chí khi d ng cơ sở h tầng dựa trên công

nghệ thông tin đầy đủ, nh ng thảo luận về các h n chế phải tuân theo khi di chuyển file

gi a các hệ thống v n chưa kết thúc. Đặc biệt, việc áp d ng “streaming file” với các khả

n ng thực (real – time capabilities) t o ra các thách thức cho các m ng IT điển h nh khi xét

tới các yêu cầu đặc biệt của sản xuất truyền h nh.

Streaming file

Trong mode streaming, nội dung đư c truyền theo cách duy tr một quan hệ thời gian nhất

định với đ ng h chủ (clock). Điều này cho phép hiển thị ngay lập tức nội dung (truyền

đ ng bộ). Hơn n a, hệ thống truyền tải đư c sử d ng phải tương thích với các thông số

chất lư ng Dịch v QoS (Quality of Service). Nó xác định dung sai cho tốc độ bit, độ trễ,

jitter/wander và tỷ lệ l i bit (BER). Topo m ng đư c sử d ng là điểm-điểm và điểm- nhiều

điểm (quảng bá) với truyền d liệu một hướng (unidirectional). Ngày nay các phương pháp

truyền khác nhau với chỉ tiêu k thuật khác nhau đư c sử d ng để thực hiện các thông số

QoS cần thiết. Phương pháp thông d ng nhất là UDP hoặc RSVP trên các m ng IP, hoặc

Đề tài KC.01.14/06-10

71

ánh x trực tiếp file vào dòng truyền tải mà không có bất kỳ giao thức điều khiển dòng bổ

sung nào (ví d ánh x trực tiếp vào ATM hoặc FC).

Với “streaming file”, có nghĩa là truyền và hiển thị (playout) trực tiếp file, các điều kiện

tiên quyết quan trọng là như sau:

• Tin tức cơ bản (essence) phải đư c sắp xếp trong thân file theo thứ tự có thể hiển thị

trực tiếp;

• Thông tin đ ng bộ l i (resynchronisation) đư c phân phối trong file để cho phép chuẩn

l i thời gian (re-lock) sau khi bị ngắt quãng

• Hệ thống truyền tải, như là các m ng hoặc các kết nối định hướng, phải cung cấp các

thông số QoS nhất định;

• Ph thuộc vào m ng đư c sử d ng, file phải đư c truyền nhanh hơn thời gian thực một

chút để b l i độ trễ do bộ đệm của thiết bị cuối gây ra...

• Thông tin metadata phải là đủ để có thể hiểu payload cần hiển thị.

ile truyền d n file (File transfer of file)

Truyền file cung cấp sự truyền tải tin cậy thông tin với sự phân phối đư c bảo đảm, thậm

chí trong các điều kiện bất l i. Thông thường thuật ng “t o một bản sao (clone)” hoặc

“t o một bản copy bit-by-bit” c ng đư c sử d ng trong thảo luận để nhấn m nh rằng

không cho phép có sự khác nhau gi a các file ngu n và đích. Điều này có thể đư c thực

hiện tới một mức độ h n chế nhờ sửa l i tiến FEC (Forward Error Correction), hoặc bằng

cách d ng giao thức điều khiển dòng truyền (TCP/IP) qua kết nối hai hướng, cho phép

truyền l i các gói bị ngắt quãng nếu cần thiết. Các Topo đư c áp d ng bao g m truyền

điểm – điểm hoặc điểm – nhiều điểm. Các ứng d ng có yêu cầu quan trọng về thời gian,

trong đó file phải tới đích ở một thời điểm xác định trước, c ng sẽ yêu cầu phải đáp ứng

các thông số QoS nhất định, liên quan tới b ng thông và điều khiển tốc độ bit. Việc điều

khiển tốc độ bit là cần thiết nếu nhiều người sử d ng cần phải d ng chung b ng thông trên

m ng, để tránh trường h p chỉ một người có thể sử d ng hết cả b ng thông có sẵn của

m ng.

Thời gian truyền file thường đư c xác định bởi độ trễ thực nghiệm khi truyền qua m ng và

đặc biệt là bởi các giao thức điều khiển (ví d TCP/IP) và độ trễ xảy ra trong các server

ngu n và đích (do các bộ nhớ đệm, truy nhập trực tiếp bộ nhớ, truy nhập đĩa...). Các giải

pháp đơn giản để tránh sự nghẽn m ng bao g m d ng các giao thức (XTP và FTP plus)

Đề tài KC.01.14/06-10

72

cho phép điều chỉnh tốc độ bit cực đ i của một người sử d ng; các giải pháp tinh tế hơn đề

nghị các thông số QoS ở mức m ng (ATM, FC).

Trong các ứng d ng yêu cầu truyền nhanh hơn thời gian thực m ng phải cung cấp b ng

thông h p lý và bổ sung việc điều khiển b ng thông.

1.13.3 Các yêu cầu của ngƣời sử dụng đối với các định dạng file đƣợc sử dụng

trong sản xuất truyền hình

Như đã nhắc tới ở trên, EBU đã đ ng h p tác trong dự án xác định một định d ng file

chung (MXF), đặc biệt tập trung vào xác định các yêu cầu của người sử d ng UR (User

Requirement). Dưới đây là các yêu cầu cần ưu tiên cao nhất trong dự án này. C ng cần chú

ý rằng đó c ng là một phần của hướng d n k thuật đối với tiêu chuẩn MXF:

• Dễ hiểu, dễ áp d ng và dễ tiêu chuẩn hóa;

• Không ph thuộc nén;

• Chi phí thực hiện thấp;

• Phải là mở;

• Phải cung cấp nhận d ng payload;

• Phải có thể mở rộng trong header và thân của nó (mã hóa KLV);

• Phải đề nghị tính co dãn (scalability) (một frame .... nhiều frame);

• Phải cung cấp đ ng bộ của nhiều d ng tín hiệu cơ bản (essence);

• Phải cho phép đóng gói chung (wrap) tín hiệu cơ bản video, audio, data và

metadata;

• Phải cho phép ánh x trực tiếp các định d ng truyền hiện có;

• Phải nhận d ng duy nhất khung container;

• Phải có thể d ng trên tất cả các mặt bằng (platform) / hệ điều hành chính;

• Phải không ph thuộc ứng d ng;

• Phải cung cấp các cách truyền file từng phần;

• Phải cung cấp các phương pháp khôi ph c tốt sau khi bị ngắt quãng (d rằng

điều này là vấn đề truyền tải);

• Phải cung cấp khả n ng dựng chỉ cắt (cut – only editing);

• Phải không ph thuộc cơ cấu truyền tải và lưu tr ;

• Phải đưa ra khả n ng mở rộng định d ng trong mô h nh chức n ng (c ng với

Đề tài KC.01.14/06-10

73

một cấu h nh ho t động nhất định);

• Phải cho phép biến đổi dễ dàng gi a các file và streaming.

1.13.4 Các định dạng file và metadata

Trong cộng đ ng quảng bá, việc mô tả và phân lo i metadata, c ng với việc d ng sơ đ mã

hóa đã đư c xác định (KLV) bao g m UMID, hiện đã đư c thỏa thuận và đư c SMPTE

đặt thành tiêu chuẩn. Do vậy metadata có thể đư c áp d ng để xác định và mô tả các chức

n ng thiết yếu của các định d ng file, c ng như payload của file. H nh 5-21 là giản đ

thường d ng để mô tả m i phần tử (tin tức cơ bản hoặc metadata) trong ph m vi file, đư c

kèm theo với UMID khi nó đư c t o ra, đư c truyền trên m ng, hoặc đư c lưu trên ổ đĩa

cứng hay b ng d liệu.

Hình 0-21: Truyền và lƣu trữ các File- các lớp khác nhau cần thiết

Trong các cuộc thảo luận các chuyên gia thường nhắc rằng thành tựu của metadata trong

sản xuất truyền h nh chuyên d ng sẽ đi đôi với việc chuẩn hóa thành công một định d ng

file chung h tr các tiêu chuẩn metadata tương thích. Mặt khác, sẽ có một ph m vi rộng

các ứng d ng có lưu metadata trong cơ sở d liệu mà ở đó định d ng file sẽ là định d ng IT

điển h nh như XML. Tuy nhiên sẽ có một số ứng d ng trong chu i sản xuất truyền h nh đòi

hỏi rằng:

a) Một số metadata liên quan trực tiếp với tin tức cơ bản – điều này có nghĩa rằng chúng

là một phần của file;

Đề tài KC.01.14/06-10

74

b) Kết nối, từ file mang tin tức cơ bản tới lưu tr bên ngoài, cần đư c cung cấp và chứa

metadata.

Đặc biệt, trường h p b ở trên đòi hỏi rằng kết nối từ file theo sau các tiêu chuẩn UMID và

đư c điều khiển bằng phương pháp tin cậy, đặc biệt bằng việc duy tr các thông tin ngu n

và đích thích h p nếu file có tin tức cơ bản (ví d MXF) hoặc file metadata (ví d XML)

đư c dịch chuyển.

Metadata cấu trúc và metadata người sử dụng

Định d ng file chung để sử d ng trong quảng bá chuyên nghiệp sẽ có các mức phức t p

khác nhau, ph thuộc vào ph m vi ứng d ng nhắm tới của nó. Định d ng file đư c sử d ng

trong hậu kỳ, như AAF, sẽ phải cung cấp các chức n ng phong phú cho biến đổi ảnh và

audio; định d ng file d ng cho các m c đích sản xuất truyền h nh sẽ đòi hỏi ít chức n ng

phức t p hơn (có nghĩa là chỉ cắt, dựng đơn giản) nhưng có thể g m nhiều chức n ng định

hướng sản xuất và thời gian thực hơn. Các khả n ng ho t động này của định d ng file

đư c mô tả trong metadata nhất định và đư c gọi là metadata cấu trúc (structural

metadata).

Một metadata khác, đư c bổ sung cho file, nhưng không đư c yêu cầu bởi ho t động của

bản thân file, đư c gọi là metadata người sử d ng (user metadata). Metadata người sử d ng

bổ sung giá trị cho file; ví d như tên tác giả, vị trí sản xuất, tên nh ng người tham gia, bản

quyền, thông tin tài chính, kịch bản phim....

Định d ng file MXF, đang đư c SMPTE xem xét và tiêu chuẩn hóa, h tr cái gọi là Giao

diện cài sẵn metadata người sử d ng (User Metadata Plug – In interface). Điều này có

nghĩa rằng định d ng file có khả n ng truyền tất cả các d ng metadata người sử d ng, tuân

theo các quy tắc đư c mô tả trong tiêu chuẩn MXF đư c đề nghị.

Nh n chung, điều quan trọng là các yêu cầu người sử d ng cho việc truyền metadata thông

suốt đư c đáp ứng, và các định d ng file d ng metadata như là “một d ng d liệu khác”

đư c tải trong file.

1.13.5 Một vài kh a cạnh khác

Một điều rõ ràng rằng metadata, các UMID, các giải thích metadata và các tiêu chuẩn

khác, có sẵn hoặc đang đư c tiêu chuẩn hóa, chỉ có thể đư c áp d ng đối với hệ thống nếu

các quy tắc nhất định đư c xác định. Điều này ảnh hưởng trực tiếp tới định d ng file đư c

chọn, v nó cung cấp các chức n ng cần thiết cho truyền d n tin tức cơ bản, tin tức cơ bản

Đề tài KC.01.14/06-10

75

cộng metadata, các UMID, hoặc tin tức cơ bản cộng kết nối tới metadata đư c lưu ở vị trí

khác (tất nhiên c ng sẽ có các định d ng file IT cho sử d ng duy nhất metadata).

Ph thuộc vào chức n ng cần thiết ở một vị trí nhất định trong dòng ho t động (workflow),

metadata khác nhau sẽ là cần thiết hoặc sẽ phải có sẵn (các quyền truy nhập) đối với người

sử d ng (ví d người dựng (editor) sẽ không quan tâm tới thông tin tài chính). Chức n ng

này sẽ phải đư c cung cấp bởi hệ thống quản lý metadata tương lai kết h p với “các bộ lọc

metadata (metadata – filters) (hay "M-Filter" trong h nh 8), biểu thị các thách thức nghiêm

túc đối với các nhà phát triển hệ thống. Một số quy tắc cho việc điều khiển metadata và

UMID đư c tổng kết như sau:

• Các ứng d ng nhất định cần các metadata nhất định

• UMID đư c kèm theo với m i tín hiệu cơ bản và đư c đổi mới khi tín hiệu cơ bản bị

thay đổi / đư c t o ra

• Quản lý metadata và UMID sẽ là quá tr nh động xuyên suốt chu i d liệu

• Các bộ lọc sẽ phải thích nghi điều này

• Các cơ sở h tầng như các định d ng file sẽ phải h tr sự có mặt của metadata và các

UMID

• Việc lưu tr sẽ phải điều khiển tín hiệu cơ bản, các UMID và metadata trong thiết bị

thừa hưởng, các server đối tư ng hoặc các cơ sở d liệu

• Các quy tắc cho lưu tr là cần thiết

• Các quy tắc trao đổi metadata qua các đường truyền nội bộ và bên ngoài là cần thiết

(các tiêu chuẩn EBU, P/META và SMPTE)

• Các quy tắc về phân phối cái g cho người tiêu d ng cần phải đư c xác định (ví d TV

– Anytime).

“Vấn đề hệ thống” tiếp theo là sự liên họat, với hy vọng là có giới h n, của các định

d ng file khác nhau trong quá tr nh sản xuất truyền h nh tương lai. Các điều tra đã chỉ ra rõ

ràng rằng một định d ng đơn giản duy nhất như GXF, AAF hay định d ng mới đư c phát

triển MXF sẽ không thể đáp ứng các yêu cầu của tất cả các ứng d ng trong môi trường

quảng bá. V lý do này mà trong khi thiết kế các định d ng file mới (như MXF) th điều

quan trọng cần xem xét không chỉ là mở rộng mà còn là cách thức quản lý việc biến đổi từ

định d ng file này tới định d ng file khác, với ít xử lý nếu có thể. Ví d việc phát triển

MXF cố gắng đáp ứng yêu cầu này bằng cách đưa vào các chức n ng cho phép biến đổi dễ

dàng gi a AAF và bản thân nó.

Đề tài KC.01.14/06-10

76

1.14. Các định dạng file cho lƣu trữ

D ng nội dung số hóa trong lưu tr và trao đổi tài nguyên là điều cần thiế t. Có nhiều thiết

bị vật lý khác nhau có thể đư c tận d ng trong lưu tr d liệu số hóa, chẳng h n như đĩa

quang, hay các đĩa cứng máy tính. Khi kết nối m ng, d liệu có thể đư c truyền dễ dàng

trong hệ thống m ng (có thể là m ng d ng các giao thức chuẩn như TCP/IP hay giao thức

RTP/ RTSP).

Các hệ thống máy tính lưu tr d liệu theo d ng nhị phân, gọi là tập tin (file). D liệu thô

thực sự trong một file đư c lưu tr theo cấu trúc. Thông tin bổ sung đư c đặt t i đầu (top)

m i file, gọi là “header”, header này cho phép truy cập và xử lý d liệu. Lo i thông tin như

vậy đư c gọi là metadata. Đặc tả định d ng file bao g m một định nghĩa hoàn chỉnh về cả

cấu trúc và nội dung của d liệu.

Có nhiều định d ng file đa phương tiện khác nhau. Không phải tất cả đều đư c d ng trong

phát sóng, v đòi hỏi chất lư ng âm thanh và h nh ảnh trong phát sóng phải đảm bảo đ t

chuẩn. Do vậy, các định d ng như MPEG và DV có thể đáp ứng về các yêu cầu chất lư ng

này. Tuy nhiên, tối ưu lưu tr bằng cách thiết kế các công nghệ nén thích h p chỉ là một

phần của giải pháp số hóa nội dung và dòng công việc. Để đ t đư c hiệu quả tối ưu mà

công nghệ số hóa tiên tiến mang l i th nội dung phải có thể truy cập và quản lý đư c một

cách hiệu quả. Để thực hiện mong muốn này dễ dàng, các mô tả bổ sung và định danh duy

nhất (unique identification) đã đư c yêu cầu. Lo i metadata về nội dung như thế này đư c

gọi là “descriptive” metadata (metadata “mô tả”) (trái ngư c với lo i metadata cấu trúc

(“structural metadata”) mô tả thông tin số hóa). Còn lo i “rich” metadata bao g m cả

“structural metadata” và “descriptive metadata”.

Qua nhiều n m, các nhà sản xuất thiết kế các định d ng số của chính họ để đáp ứng đư c

các yêu cầu của các nhà phát thanh truyền h nh. Và họ c ng đã đưa ra giải pháp có thể

chấp nhận đư c đối với các hệ thống độc lập đơn lẻ. Tuy thế, hầu hết các nhà phát thanh

truyền h nh l i muốn chọn nh ng hệ thống và thiết bị từ nhiều nhà cung cấp khác nhau.

Hơn n a, nội dung số hóa không chỉ đư c sản xuất, đư c dựng h nh và đư c truyền phát

bởi một tổ chức đơn lẻ. V vậy, trao đổi nội dung số hóa là một phần thiết yếu của bất kỳ

lu ng công việc phát thanh truyền h nh nào ngày nay.

Để trao đổi thông tin từ nhiều ngu n khác nhau và theo các yêu cầu định d ng khác nhau

th thường đắt tiền do phải yêu cầu chuyển mã các xử lý và thiết bị. Để giải quyết vấn đề

Đề tài KC.01.14/06-10

77

này, công nghệ phát thanh truyền h nh phải đưa đư c nh ng định nghĩa và tiêu chuẩn về

lưu tr và các định d ng file trao đổi d liệu. Các định d ng file bao g m:

General Exchange Format (GXF).

MPEG-4.

AAF (Advanced Authoring Format) và MXF (Material Exchange Format).

Với các định d ng đã liệt kê ở trên, chỉ có MPEG-4 mới có công nghệ nén AV. Các định

d ng khác định nghĩa các phương thức đóng gói media số hóa và nội dung metadata.Do

vậy cho phép hướng đến sử d ng nhiều định d ng mã hóa AV số hóa khác nhau, và các mở

rộng trong tương lai đối với các công nghệ nén mới tối ưu khác.

Metadata có trong file đư c thể hiện là d liệu nhị phân. Tuy nhiên, t i nhiều thời điểm

khác nhau trong lu ng công việc phát sóng là metadata sẽ đư c tái sử d ng riêng từ nội

dung AV. Nó đư c công nhận là một định d ng tiêu chuẩn cần thiết để trao đổi metadata

gi a các ứng d ng khác nhau. V lí do này, XML đư c chọn là một giải pháp tối ưu.

1.14.1 General Exchange Format

GXF đư c phát triển bởi nhóm GVG và đư c chọn là một chuẩn SMPTE (SMPTE 360M).

Đầu tiên, GXF đư c phát triển nhằm chuyển đổi nội dung metadata và AV số hóa qua

kênh quang (Fibre channel) d ng chuẩn FTP, GXF ho t động dựa theo đóng gói d liệu,

nghĩa là nội dung thực AV (d liệu thô) sẽ không thay đổi trong suốt quá tr nh mã hóa.

1.14.1.1 Các ứng dụng GXF

Định d ng này đư c thiết kế dành cho trao đổi thông tin và không ph h p cho lưu tr lâu

dài trên server. Với ứng d ng trên một video server thực hiện phát lu ng GXF suốt quá

tr nh truyền, quá tr nh này gọi là serialisation1 (là quá tr nh gởi hay chứa d liệu dưới d ng

một chu i byte). Lu ng GXF nhận đư c sau đó đư c thực hiện de-seriallisation2 (là quá

tr nh ngư c l i so với seriallisation, là quá tr nh nhận hay lấy d liệu dưới d ng một chu i

byte) bởi video server thu. Thực hiện mã hóa essence3 (hay essence data g m d liệu h nh

ảnh, âm thanh và các d ng d liệu khác có thể cảm th trực tiếp. Ở đây có thể hiểu là tín

hiệu cơ bản) khi đang truyền có thể là một đòi hỏi khắc khe. Để tối ưu quá tr nh này, các

file GXF đư c xây dựng dựa trên lu ng tín hiệu audio/video xen kẽ c ng với sử d ng các

gói d liệu. Một lu ng GXF có thể đư nc d ng để playout suốt quá tr nh truyền. Vài lo i

nén đư c h tr bởi GXF như sau:

Stream của JPEG fields.

Đề tài KC.01.14/06-10

78

DV based frame.

Các dòng cơ sở MPEG (MPEG elementary stream), g m chu i ảnh nén theo thời gian

(long GOP) hay các chu i ảnh nén theo không gian (chỉ đối với intraframe).

1.14.1.2 Gói dữ liệu GXF

Để thực hiện streaming, tất cả nội dung metadata và AV trong GXF đư c mã hóa thành các

gói (packet) d liệu. Cấu trúc của gói d liệu GXF như sau:

Một packet g m đầu tiên là một header 16 byte, kế tiếp là phần nội dung, gọi là payload.

Phần header xác định định danh gói d liệu và tổng chiều dài của gói. Có n m lo i gói

khác nhau đư c định nghĩa trong GXF như sau:

MAP - g m các thông tin d ng mã hóa và thông dịch d liệu media.

Media - d ng cho d liệu video, audio số hóa và các timecode.

FLT (Field Locator Table) – cung cấp các offset (các offset này lên đến 1000 byte)

đưa vào lu ng d liệu.

UMF (Unified Material Format) - g m mô tả thông tin chi tiết và các thông tin định

nghĩa.

EOS (End of Stream).

Nh ng tiến bộ trong công nghệ số hóa đã làm thay đổi công nghệ phát thanh truyền h nh

một cách nhanh chóng. Các k thuật tương tự truyền thống đang dần dần đư c thay thế bởi

các hệ thống số hóa trong môi trường truyền h nh. Với các gói MAP, FTL và UMF g m

các chi tiết cần thiết để mã hóa và tr nh bày thông tin.

Gói MAP g m 2 phần chính: phần d liệu thông tin (material data section) và phần mô tả

track (xem h nh 1). Cả hai bắt đầu bằng một pre-amble và chúng theo sau phần header của

MAP. Phần thông tin g m danh sách các field ở đầu và cuối frame trong stream. Định d ng

số hóa của thông tin AV, tên tập tin media và vài thông tin bổ sung (thông tin bổ sung này

rất quan trọng, d ng cho mã hóa d liệu MPEG-2) đư c liệt kê trong phần mô tả track.

FTL g m các offset (1000 byte) trong lu ng GXF và có thể đư c d ng định vị media.

UMF g m một tiền tố (5 byte) và bốn section khác nhau. Các section này là:

Payload – là gói có kích thước 48 byte. Nó định nghĩa kích thước và vị trí của nhiều

UMF section khác nhau trong stream.

Mô tả thông tin (material description) – là gói có kích thước 56 byte. G m các

thông tin về nội dung AV (chẳng h n như tốc độ lấy m u).

Đề tài KC.01.14/06-10

79

Mô tả track (track description) – là gói có kích thước thay đổi. Nó d ng mô tả track

(bằng cách d ng track ID) và các tập tin media đư c tham chiếu ở m i track.

Mô tả media (media description) – là gói có kích thước thay đổi. Chứa các thông

tin chi tiết về nội dung AV (đư c mã hóa/ giải mã).

D liệu người d ng (User data) - g m các gói với kích thước thay đổi.

1.14.1.3 Thành phần GXF stream

Một stream GXF d liệu g m thứ tự các gói d liệu GXF (xem h nh 5-22). M i stream bắt

đầu bằng một MAP packet và kết thúc bởi một EOS packet.

Ít nhất ở m i stream phải có một UMF packet. Các FLT packet đư c đặt sau MAP packet

đầu tiên nếu biết vị trí của d liệu media trong stream hoặc đặt sau MAP packet cuối c ng

có trong stream. Các MAP packet đư c lặp l i trong stream sau 100 media packet. Điều

này cho phép tự động cập nhật cấu trúc metadata trong khi thực hiện streaming.

Hình 5-22: Cấu trúc MAP packet và UMF packet trong GXF

Video, audio hay d liệu timecode tổ chức thành nội dung của các media packet. T y theo

thông tin ngu n (chẳng h n audio), một GXF stream có thể không chứa tất cả các lo i

media packet. Trong trường h p tất cả 3 lo i đều c ng có mặt, các timecode packet phải

đư c đặt trước các audio và video packet. Các audio packet phải đư c stream trước các

video packet (xem h nh 5-22). Điều này nhằm chắc chắn rằng tất cả nội dung số hóa luôn

sẵn t n t i c ng thời điểm thể hiện một video frame hay một video field.

Một GXF stream có thể chứa thông tin từ nhiều tài nguyên khác nhau. Các media track từ

m i tài nguyên đư c gộp l i đưa vào các phân đo n media (media segment). Một clip đơn

Đề tài KC.01.14/06-10

80

giản trong GXF đư c định nghĩa g m các timecode, audio và video. Một clip ghép g m

nhiều media segment.

Các MAP packet đư c d ng để chỉ định một sự thay đổi trong các media segment.

Các hiệu ứng video truyền thống không đư c đưa vào trong GXF trừ khi các hiệu ứng này

đã đư c nhúng trong lu ng d liệu cơ sở (elementary data stream).

1.14.2 Định dạng tập tin MPEG-4

MPEG-4 là sản phẩm của nhóm MPEG (Moving Picture Expert Group) đư c thành lập

tháng 01/1988 với nhiệm v phát triển các chuẩn xử lý, mã hoá và hiển thị các ảnh động,

audio và các tổ h p của chúng. Định d ng này định nghĩa các công nghệ nén cho cả tốc độ

bit cao và thấp. Một tiếp cận hướng đối tư ng đư c thực hiện để mã hóa thông tin trong

các lấy m u media, cho phép các công nghệ mới như ch ng ảnh hay mã hóa từng đối

tư ng ảnh riêng biệt.

Tuy nhiên, MPEG-4 không chỉ cải tiến về khả n ng nén mà còn mở rộng về thực hiện mã

hóa. Khác với các chuẩn MPEG khác, MPEG-4 c ng định nghĩa định d ng file cho lưu tr .

Bước tiến này cho thấy cho phép truy cập và quản lý d liệu tốt hơn. Định d ng MPEG-4

dựa trên định d ng QuickTime.

Với định d ng QuickTime, các tập tin MPEG-4 g m metadata cho phép truy cập, mã hóa

và thể hiện thông tin AV. Để h tr t m kiếm và quản lý media, một chuẩn MPEG mới đã

đư c phát triển, đó là chuẩn MPEG-7.

Đây là một định d ng nén/mã hóa video có khả n ng truyền thông trong các môi trường

b ng thông rất khác nhau.

1.14.2.1 Các ứng dụng MPEG-4

So với MPEG-2, MPEG-4 ưu việt hơn hẳn về tính n ng tương tác. MPEG-4 mở rộng giới

h n thuật toán nén cho các tốc độ bit thấp và bit cao. Việc truyền tốc độ bit thấp đư c d ng

cho các công nghệ số hóa di động, chẳng h n như điện tho i di động (chẳng h n như các

PDA (Personal digital assistant)). Ứng d ng quan trọng khác là phát quảng bá trực tiếp các

stream đến m ng máy tính. Các máy tính này đư c kết nối với nhau d ng các giao thức

tiêu chuẩn TCP/IP. Thông tin AV đư c phát sóng d ng giao thức RTP. Công nghệ này đã

đư c sử d ng thành công đối với các stream tập tin của QuickTime.

Mở rộng của hiệu quả nén cho phép chất lư ng âm thanh và ảnh tốt hơn và các bit stream

là 50Mbit/s. MPEG-4 hoàn toàn ph h p với truyền h nh chất lư ng cao.

Đề tài KC.01.14/06-10

81

1.14.2.2 Các MPEG-4 atom

Một tập tin MPEG-4 g m các thành phần gọi là “atom”. Các atom này đư c d ng để đóng

gói (encapsulate) cả metadata và các stream cơ sở. M i atom đư c bắt đầu bằng một

header 8 byte và sau đó là nội dung atom, là payload. Header xác định lo i atom và tổng

chiều dài atom.

Các atom có thể đư c kết h p l i đặt trong atom khác. Danh sách các lo i atom trong

MPEG-4 đư c thể hiện trong bảng dưới.

1.14.2.3 Truy cập dữ liệu và các mô tả dữ liệu

Video, audio và các metadata khác đư c mô tả theo các track riêng biệt. Truy cập dòng cơ

sở AV thô đư c thực hiện thuận tiện nhờ thông qua các bảng truy cập d liệu và các bảng

đ ng bộ. Chúng đư c lưu tr trong „stbl‟ atom ở m i track. Thông tin truy cập lưu tr của

m i m u video/audio có thể đặt t i các bảng rất lớn. Để tối ưu lưu tr , MPEG-4 định nghĩa

tập các bảng d liệu đư c liên kết. Hiệu quả lưu tr t ng hơn bằng cách thu gọn và tránh

dư thừa thông tin.

Để đư c như vậy, d liệu AV đư c định nghĩa thành chu i các „sample‟ và các „chunk‟.

Một „sample‟ có thể là một video frame hay 1 byte của 8-bit mono audio.

Tất cả các „sample‟ và kích thước của chúng đư c liệt kêt trong „stsz‟ atom. Các sample

đư c gom đưa vào các „chunk‟. „Stsc‟ atom g m một bảng ánh x từ „sample‟ sang chunk,

gọi là bảng sample - to – chunk, thể hiện ánh x các sample sang m i chunk. Cuối c ng,

„stco‟ atom g m một bảng danh sách vị trí byte tuyệt đối của m i chunk trong tập tin.

Như đề cập ở trên, dư thừa d liệu phải lo i trừ. Ví d , trong bảng „stsz‟, chỉ các sample

kích thước khác nhau đư c liệt kê. Ví d khác ở bảng 3. Đối với bảng „sample to chunk‟,

có 7 chunk đư c liệt kê. Tuy nhiên, do 6 chunk đầu có c ng số sample nên chỉ cần thể hiện

2 thông số là đủ.

Với kích thước sample đư c liệt kê trong „stsz‟ và vị trí byte theo giá trị tuyệt đối ở m i

chunk, tất cả d liệu media có thể đư c truy cập dễ dàng. Thông tin đ ng bộ và định thời

gian đư c cung cấp ở bảng khác (chẳng h n như „stts‟ atom).

„Sttd‟ atom g m các thông tin cần thiết cho mã hóa stream cơ sở. Đây là vị trí mà các mô

tả stream cơ sở đư c lưu tr , g m các chi tiết xác định bộ mã hóa.

Đề tài KC.01.14/06-10

82

Tất cả thông tin video và audio số hóa đư c lưu tr trong „mdat‟ atom. Thứ tự của các

video sample và audio sample trong atom này không đư c xác định trong định d ng

MPEG-4.

Bảng 5-1: Danh sách MPEG-4 Atom

1.14.2.4 MPEG-7 Metadata

MPEG-7, “giao diện mô tả nội dung đa phương tiện”, cung cấp tập các công c chuẩn hóa

để mô tả nội dung AV. Trọng tâm các công c này là DDL (Description Definition

Language- Ngôn ng định nghĩa mô tả), ngôn ng này dựa trên XML. Các tài liệu XML

g m các v n bản có cấu trúc. Cấu trúc này thể hiện bằng các thuộc tính và các thành phần

XML. Để chuẩn hóa sử d ng các thành phần và các thuộc tính trong các tài liệu XML,

XML cung cấp một công c khác gọi là XML-Schema. Tài liệu XML-Schema (bản thân

nó viết bằng ngôn ng XML) có thể đư c xem là một từ điển và tham khảo về ng pháp sử

d ng XML trong một ứng d ng c thể.

Đề tài KC.01.14/06-10

83

XML là một công c chuẩn hóa quốc tế đư c thiết kế cho truyền d liệu. Nó đư c d ng

trong nhiều ứng d ng tin học (nhiều lo i ứng d ng cung cấp một giao diện XML mặc đ ịnh,

chẳng h n như cơ sở d liệu).

MPEG-7 cung cấp các XML-Schema gọi là các lư c đ mô tả. Các lư c đ mô tả mô tả

nội dung audio và video (metadata có cẩu trúc). Tập h p các MDS (Multimedia

Description Schema) c ng đư c cung cấp. Sử d ng công nghệ XML-Schema làm cho

MPEG-7 linh ho t và ph h p với các mở rộng và bổ sung sau này.

Sử d ng d liệu v n bản để truyền có thể không là ưu thế cho mọi trường h p. Truyền d

liệu nhị phân cho phép nén cho cả d liệu v n bản. V vậy, MPEG-7 đư c giới thiệu là

BiM („Binary Format for MPEG-7 Description Streams‟ - định d ng nhị phân cho các

dòng mô tả MPEG-7). Chuẩn này định nghĩa tập các công c mã hóa gi a BiM và XML

metadata.

1.14.3 Định dạng AAF (Advanced Authoring Format) và MXF (Material

Exchange Format)

Kiểm soát tác quyền và dựng h nh audio/video là quá tr nh phức t p. Việc này đư c thực

hiện khó kh n hơn bởi có nhiều định d ng AV khác nhau.

Thực hiện thao tác gi a các ứng d ng và các hệ thống khác nhau trở nên thiết yếu, do đó

cần thiết có một cơ chế định d ng tác quyền độc lập. Và do đó, định d ng AAF đư c thiết

lập để đáp ứng yêu cầu này. C ng với nó là định d ng MXF, h tr giải pháp toàn diện và

chuẩn hóa trong việc dựng h nh, kiểm soát tác quyền (AAF), trao đổi nội dung AV số hóa

và các metadata có liên quan đến nội dung AV số hóa này.

1.14.3.1 Các ứng dụng AAF và MXF

Cả AAF và MXF, đều là nh ng định d ng khá mới trong lĩnh vực phát thanh truyền h nh.

AAF m nh về các giải pháp dựng h nh và kiểm soát tác quyền, ph h p trong dựng h nh

phi tuyến tính. MXF metadata đư c thiết lập dựa trên m u d liệu AAF, kết quả từ quá

tr nh dựng và kiểm soát tác quyền có thể đư c xuất thành một tập tin MXF. Trong nhiều

ứng d ng, MXXF không chỉ d ng để trao đổi d liệu, mà còn lưu tr liên t c theo d ng

media số hóa.

Như với MPEG-7. AAF/ MXF metadata đều có thể mở rộng. Điều này thật cần thiết cho

các tổ chức cần lưu tr metadata mà không bị thay đổi dịnh d ng.

Đề tài KC.01.14/06-10

84

1.14.3.2 AAF

AAF có 3 thành phần chính:

• AAF Object Specification (mô tả đối tư ng AAF)

• AAF Low- Level Container Specification (mô tả khuôn d ng chứa mức thấp AAF), mô tả

lưu tr d liệu của một tập tin AAF.

• Tham khảo SDK của AAF, đây là mã ngu n mở, và là công c cross-platform4 (là thuật

từ cho biết các giao diện hầu như đ ng nhất nhau cho các chương tr nh đang ch y trên

nhiều cấu trúc máy tính khác nhau (và thường là không tương h p)), đư c viết bằng C ,

cho phép các k sư phát triển các ứng d ng AAF của riêng họ. Lưu tr tập tin thực hiện

dựa trên công nghệ “Lưu tr có cấu trúc”, đư c phát triển bởi Microsoft Corporation.

Một tập tin AAF g m tập metadata và thông tin AV có liên quan, gọi là “essence”. M u d

liệu hướng đối tư ng của metadata đư c thiết lập dựa trên các lớp metadata đư c định

nghĩa và mối quan hệ gi a chúng. Trong m i lớp, tập h p các thuộc tính, hay gọi là các

metadata item, đư c định nghĩa. Kế thừa lớp tối ưu tái sử d ng các thuộc tính của các kiểu

tập h p d liệu tương tự. Các cấu trúc d liệu phân cấp đư c xây dựng bằng cách d ng tập

h p lớp (class aggregation). Quyền sở h u, đư c gọi là „tham chiếu m nh‟ („strong

reference‟) đư c lưu tr bằng cách d ng các định danh thực thể duy nhất (unique instance

identifier) (xem MXF).

Instance (thực thể) của các lớp đư c gọi là các đối tư ng. Cấu trúc phân cấp của các tập

h p metadata và các đối tư ng essence h nh thành nên một tập tin AAF cơ bản. Gốc của

phân cấp đối tư ng trong một tập tin AAF đư c thể hiện ở h nh dưới.

D liệu AAF rất phức t p và linh ho t. Chỉ một khái quát tóm tắt có thể đư c thể hiện. T i

gốc của phân cấp đối tư ng AAF là một instance (thực thể) của lớp Header. Chỉ một

Header instance đư c thừa nhận. Lớp Header cung cấp các thông tin quan trọng, chẳng h n

như trận tự byte trong tập tin. Header g m một tập h p metadata, gọi là Content Storage

(lưu tr nội dung). Đây là phần container (phần chứa) cho hàng lo t metadata chính đã

đư c định nghĩa.

AAF metadata thuộc nhiều phân lo i khác nhau t y theo chúng liên quan đến lưu tr vật

lý, đ ng bộ gi a các tài nguyên khác nhau hay các quyết định hiệu chỉnh. M i phân lo i

này đư c gắn vào trong một metadata „package‟. Các package có trong tập tin AAF như

sau:

Đề tài KC.01.14/06-10

85

• Physical Source package (gói tài nguyên vật lý), lưu tr thông tin về nơi lưu tr tài

nguyên thô, chẳng h n như nơi các đĩa b ng từ đư c lưu tr .

File/Source package. Gói này mô tả essence số hóa, chẳng h n như các lư c đ màu

(colour scheme), tốc độ lấy m u âm thanh, thuật toán nén, …. Gói này c ng g m các chi

tiết vị trí và truy cập của nội dung AV.

Các composite package (gói tổng h p) g m metadata liên quan đến nh ng nội dung thiên

về nghệ thuật (creative decision) như các hiệu ứng dựng h nh trong chuyển cảnh.

Các material package (gói d liệu) đ ng bộ hóa metadata từ tập tin và các source package

và các creative decision đư c lưu tr trong các composite package. Các material package

có thể đư c xem như là mô tả timeline đầu ra.

Việc tách rời metadata ở các package khác nhau cho phép chúng ta mô tả media vật lý, nội

dung hay bất kỳ hiệu ứng chuyển cảnh nào. Các package có thể đư c xác định bằng cách

d ng bộ nhận d ng 32 byte, gọi là package ID hay còn gọi là UMID (Unique Material

Identifier). UMID đư c thừa nhận là công c giá trị để t m và lưu tr media số.

M i metadata package đư c cấu trúc hóa chặt chẽ. Chúng g m chu i các track, đôi lúc còn

gọi là „slot‟. D liệu video, audio và timeline thể hiện toàn bộ nội dung đư c mô tả riêng

biệt. Các track này đư c gọi là „timeline slot‟. Nh ng slot khác c ng đư c định nghĩa,

chẳng h n như đánh dấu vị trí bắt đầu của một hiệu ứng chuyển cảnh (event slot) hay để

thêm vào (insert) thông tin về thời gian (static slot).

Để thực hiện tổng h p nội dung audio video hay media từ các ngu n khác nhau, m i slot

đư c thực hiện phân đo n (xem ví d cấu trúc slot/ segment trong một package ở h nh 4).

Các track và các cấu trúc tiếp theo đư c d ng để đ ng bộ d liệu gốc, tổng h p và sản xuất

cuối c ng. Chúng mô tả timeline của m i thành phần riêng lẻ trong nội dung AV. Tuy

nhiên, để giải mã và hiển thị d liệu AV số hóa th cần nhiều chi tiết hơn. Điều này đư c

cung cấp bởi tập các lớp „Descriptor‟. Lo t các ký hiệu nhận diện t n t i giúp việc mô tả

nội dung audio video số hóa, chẳng h n như các thông số nén, các hệ số co,…

D liệu AV đư c gọi là „essence‟. Nó đư c đặt trong tập tin hay bên ngòai. Nếu d liệu

gốc AV đư c lưu tr riêng rẽ (ví d trong b ng từ), các lớp „Locator‟ sẽ cung cấp các chi

tiết cần thiết để truy cập đến d liệu gốc này.

Các định nghĩa Metadata item và thư mục metadata.

Các AAF metadata item đư c xây dựng dựa trên tiêu chuẩn SMPTE. SMPTE cung cấp

một registry chung cho các metadata , đư c định nghĩa ở tài liệu SMPTE RP210. M i

Đề tài KC.01.14/06-10

86

metadata item có một lo i d liệu tương ứng (chẳng h n như kiểu string, integer,

vector,…) và một khóa duy nhất 16 byte là UL (Universal Label).

M i file AAF là một đơn vị độc lập (self-contained), nghĩa là các thư m c của tất cả các

metadata trong file đều có trong nó

1.14.3.3 MXF

MXF là một định d ng d liệu thống nhất d ng trong trao đổi gi a các giao diện khác

nhau, đặc biệt là d ng trong phát sóng quảng bá. Định d ng này đư c xây dựng bởi các

nhóm chuyên gia của MPEG và là một cáu trúc mã hóa hoàn chỉnh dựa trên các tiêu chuẩn

của SMPTE. MXF là một định d ng tập tin cho phép d liệu âm thanh, h nh ảnh và

metadata đư c truyền đi theo d ng dòng d liệu (streaming).

Thêm n a, MXF định nghĩa tập các metadata dựa trên cấu trúc AAF, và đôi lúc đư c xem

là tập h p con của AAF.

1.14.3.4 Các MXF Partition và cấu trúc tập tin

M i MXF file đư c chia thành các partition (phần). Có 3 lo i partition khác nhau:

Header partition: đây là phần bắt buộc phải có. M i MXF file hay stream phải bắt đầu bằng

một header partion. Header partition này cung cấp thông tin chung cho cả file.

Body partition (phần thân): đây là phần t y chọn và có thể đư c đính kèm trong file khi

đư c yêu cầu.

Footer partition (phần đuôi): tất cả các MXF file đều phải kết thúc bằng footer partition.

Các OP có thể đư c thiết kế để định nghĩa các cấu trúc khác nhau, chẳng h n như một

chu i run- in hay một file không có footer partion. Header partition và body partition có thể

g m cả metadata và các thông tin AV. Cả hai có thể chỉ g m một AV stream. Một thông

tin AV trên lý thuyết có thể mở rộng thành nhiều partition. Footer partition có thể chỉ chứa

phần metadata.

Một MXF partition đư c ghi bắt đầu bằng một nhóm KLV gọi là partition pack. KLV pack

này định nghĩa vài giá trị quan trọng, chẳng h n như định d ng nội dung AV, mô tả

metadata scheme đư c d ng (nếu có), các byte offset trong file stream đối với bắt đầu của

header metadata và bắt đầu của nội dung AV. Điều này không tương đ ng như trong

AAF..

Đề tài KC.01.14/06-10

87

Hình 0-22: Tập hợp đối tƣợng Metadata trong một AAF file

Hình 0-23: V dụ về cấu trúc của AAF

Như trong AAF, các nhóm KLV đư c liên kết l n nhau. Mối liên hệ gi a các nhóm đư c

lưu tr (archive) bằng cách gán nh ng từ định danh duy nhất cho m i nhóm KLV (chẳng

h n như Instance UID). Một KLV item chỉ đến một nhóm khác bằng cách thêm vào

Instance UID trong giá trị của nó.

Đặc điểm này đư c d ng để xây dựng hai lo i liên hệ trong MXF:

Đề tài KC.01.14/06-10

88

Tập h p: m i nhóm KLV phải đư c tham chiếu từ một nhóm KLV khác, t o thành một

cây phả hệ sở h u. Các quan hệ này đư c gọi là các „tham chiếu m nh‟ („strong

reference‟). Một „tham chiếu m nh‟ sẽ tham chiếu tới một tập họp, hay một nhóm KLV

khác theo mối quan hệ 1-1.

Tham chiếu chéo: vài nhóm KLV có thể đư c tham chiếu từ nơi khác trên cây phả hệ. Các

mối quan hệ này gọi là các „tham chiếu yếu‟ („weak reference‟). Một „tham chiếu yếu‟ sử

d ng một tham chiếu yếu UID để liên kết d liệu và c ng có thể đư c tham chiếu bởi các

tập tham chiếu khác. Một tập d liệu tham chiếu yếu có thể không đư c tham chiếu hoặc

có nhiều tập d liệu khác tham chiếu đến nó và nó có thể đặt bất kỳ vị trí nào trên cây phả

hệ.

Việc sử d ng k thuật này d ng để xây dựng các liên hệ gi a các nhóm KLV, MXF c ng

cho phép lưu tr tất cả metadata theo một trật tự nào đó. Điều này quan trọng để h tr các

thiết bị streaming tuyến tính. Các k thuật mã hóa KLV khác nhau đư c định nghĩa trong

SMPTE 336M. Tuy nhiên, chỉ một chọn lựa đư c d ng theo d ng MXF. Ngo i lệ đối với

vài nhóm metadata đư c chọn giống như gói partition (xem bên dưới), tất cả các tập h p

metadata đư c mã hóa thành các „local set‟ (xem bảng 5-1). Trong một local set, m i

metadata item đư c định nghĩa bởi một „local tag‟ (2 byte).

Chiều dài của các nhóm KLV đư c thể hiện ở số ASN.1 (Abstract Syntax Notation 1).

MXF khuyến cáo nên sử d ng chiều dài kích thước 4 byte (mặc d cho phép h tr đến 9

byte).

Các mô hình MXF (MXF Pattern):

MXF cho phép các cấu trúc tập tin tổ chức theo các mức phức t p khác nhau. Để tối ưu

quá tr nh mã hóa và giải mã, MXF giới thiệu khái niệm OP (Operational Pattern). M i OP

thể hiện độ phức t p (complexity) của cấu trúc MXF file. Độ phức t p của một MXF g m

2 phần: độ phức t p của m c chọn (item complexity) và độ phức t p của timeline hay của

gói („timeline complexity‟ hay „package complexity‟) . Với m i thành phần th có 3 mức

phức t p đư c định nghĩa. Và khi kết h p với nhau sẽ đư c xác lập là một „ma trận độ

phức t p‟ („complexity matrix‟), và m i điểm trong ma trận là một OP đã đư c định nghĩa.

Item complexity:

Chỉ một thông tin gốc đư c chứa trong file (item đơn)

Nhiều thông tin gốc khác nhau đư c lưu tr trong file (các playlist item)

Có nhiều thông tin gốc đã đư c dựng trong file (các edit item)

Đề tài KC.01.14/06-10

89

Timeline complexity:

Timeline đầu ra đư c dựa trên tham chiếu một tài nguyên đơn (package đơn).

Nhiều timeline gốc có thể phân phối đến timeline đầu ra (package ghép)

Có thể có nhiều timeline đầu ra m i tham chiếu timeline từ nhiều tài nguyên khác

nhau (package thay thế).

M i OP đư c định nghĩa theo tiêu chuẩn, OP đơn giản nhất là gọi OP1a. Nội dung lưu tr

g m một gói gốc và chỉ một gói d liệu.

1.14.4 Các MXF Partition và cấu trúc tập tin

M i MXF file đư c chia thành các partition (phần). Có 3 lo i partition khác nhau:

Header partition: đây là phần bắt buộc phải có. M i MXF file hay stream phải bắt đầu bằng

một header partion. Header partition này cung cấp thông tin chung cho cả file.

Body partition (phần thân): đây là phần t y chọn và có thể đư c đính kèm trong file khi

đư c yêu cầu.

Footer partition (phần đuôi): tất cả các MXF file đều phải kết thúc bằng footer partition.

Các OP có thể đư c thiết kế để định nghĩa các cấu trúc khác nhau, chẳng h n như một

chu i run- in hay một file không có footer partion. Header partition và body partition có thể

g m cả metadata và các thông tin AV. Cả hai có thể chỉ g m một AV stream. Một thông

tin AV trên lý thuyết có thể mở rộng thành nhiều partition. Footer partition có thể chỉ chứa

phần metadata.

Một MXF partition đư c ghi bắt đầu bằng một nhóm KLV gọi là partition pack. KLV pack

này định nghĩa vài giá trị quan trọng, chẳng h n như định d ng nội dung AV, mô tả

metadata scheme đư c d ng (nếu có), các byte offset trong file stream đối với bắt đầu của

header metadata và bắt đầu của nội dung AV. Điều này không tương đ ng như trong AAF.

MXF metadata và nội dung AV có thể đưa vào các đường biên (boundary) nhị phân, bao

g m các bộ xử lý mã hóa và giải mã. Sự liên kết này đư c gọi là lưới liên kết KLV (KLV

alignment grid). KLV item đư c d ng trong trường h p này đư c gọi là „KLV phủ lấp‟

(„KLV filler‟).

1.14.4.1 MXF metadata

MXF định nghĩa tập h p metadata dựa trên mô h nh AAF. Hơn n a, với metadata có cấu

trúc, MXF c ng cung cấp một m u d liệu để mô tả metadata. Mặc d MXF metadata cung

cấp nhiều l i thế , nhưng người sử d ng v n mong muốn có thêm các metadata khác nhau.

Đề tài KC.01.14/06-10

90

Cấu trúc và khái niệm cơ bản về MXF/ AAF metadata đư c thể hiện ở h nh 5-22 và 5-23.

T i gốc của cây phả hệ MXF metadata là tập h p „Preface‟ KLV (trong AAF gọi là

Header). C ng như AAF, MXF phân biệt các metadata dựa trên mô tả thông tin gốc, gọi là

„Source Package‟ và gói d ng mô tả đ ng bộ hóa ở đầu ra từ nhiều ngu n khác nhau gọi là

„Material Package‟.

Danh sách các „Source Package‟ có thể đư c đưa vào khi có thông tin từ nhiều ngu n khác

nhau (điều này t y theo OP). M i track trong các Source Package đư c kết h p với một từ

định danh 4 byte. Do vậy, kết h p với từ định danh này và thời hiệu của các AV media

clip hay của các segment giúp cho thực hiện dò t m theo nội dung d cấu trúc gói phức t p.

Metadata có cấu trúc giúp cho giải mã và thể hiện nội dung số hóa. Các nội dung chi tiết

hơn th ph h p cho yêu cầu t m kiếm nội dung và lưu tr thông tin. Ngoài ra còn có mô

h nh metadata mô tả phức t p hơn, gọi là „sơ đ DM1‟ (Descr iptive Metadata Scheme 1 -

sơ đ metadata mô tả 1) (theo SMPTE 380M). Đây là d ng d liệu tự chứa (self-

contained), là mở rộng của mô h nh AAF đư c mô tả ở trên. Nó cung cấp metadata khác

nhau để đưa các chi tiết vào, ví d như, tiêu đề sản phẩm, giải thưởng, vị trí phân cảnh,

quản lý, các chi tiết h p đ ng và tài chính.

Để đưa sơ đ DM (Descriptive Metadata) trong một MXF file, người ta định nghĩa thêm

DM track. K thuật thêm DMS đư c thể hiện ở h nh 5-24. DM track là liên kết gi a MXF

meatadata có cấu trúc và sơ đ metadata mô tả. Nó c ng cho phép thêm vào các sơ đ

metadata khác mà không đư c MXF định nghĩa.

Tất cả các sơ đ DM có thể truy xuất chung đư c nhận biết bằng cách d ng một UL

(unique label – nhãn duy nhất) 16 byte. Nhãn này đư c đ ng ký với SMPTE. Nhãn phải

đư c đưa vào cả Partition Pack và Preface Set (nghĩa là ở gốc cây phả hệ metadata). Một

MXF file có thể g m metadata từ nhiều ngu n hay nhiều sơ đ khác nhau.

Thông thường, một sơ đ DM g m nhiều „framework‟ khác nhau. M i framework mô tả

metadata riêng biệt, metadata này là metadata quan hệ nội dung. Trong DMS1 có 3

framework khác nhau đư c định nghĩa như sau:

Production Framework (framework về sản phẩm). Metadata trong các framework này thể

hiện thông tin của sản phẩm hiện t i.

Clip Framework. Các framework này dựa trên thông tin ngu n. Chúng thể hiện mô tả chi

tiết của từng AV clip riêng biệt.

Scene Framework (framework về phân cảnh). Chúng là các ghi chú trên sản phẩm.

Đề tài KC.01.14/06-10

91

Nhiều nhà phát triển MXF công nhận công d ng của XML trong thể hiện MXF metadata.

Hình 0-24: V dụ về DMSI

1.14.4.2 Bộ chứa chung cho dữ liệu audio video trong MXF

Đặc tả bộ chứa chung (Generic Container) trong MXF định nghĩa k thuật đóng gói AV

essence thích h p cho tất cả định d ng AV đư c MXF h tr . Chi tiết đóng gói m i định

d ng AV số đư c MXF h tr đư c định nghĩa trong phần mở rộng của tài liệu trong bộ

chứa chung (còn gọi là tài liệu „ánh x ‟).

Các lo i essence (D10, DV, D11, …) đư c biểu thị bởi một UL đã đư c đ ng ký trong

SMPTE. UL này phải đư c kèm theo trong Partition Pack và Preface Set của phần header

của metadata.

Mô h nh đóng gói AV đư c dựa trên chuẩn SDTI (Serial Device Transport Interface –

Giao diện truyền thiết bị nối tiếp) (theo SMPTE 305M).

Essence số hóa đư c đóng gói thành các gói gọi là các „gói nội dung‟ („content package‟)

(theo SMPTE 326M). Các lo i gói nội dung g m có:

Gói hệ thống („system package‟).

Gói video („video package‟)

Gói Audio („Audio package‟)

Đề tài KC.01.14/06-10

92

Gói d liệu („Data package‟)

Gói clip ghi t m („clip package‟)

Clip package d ng để cải tiến mã hóa các định d ng DV hay audio không nén.

C ng như với metadata, m i gói d liệu đư c mã hóa theo d ng KLV (key – length –

value). Với key d ng để định nghĩa lo i package, và chiều dài của key là 4 byte mã hóa

theo d ng ASN1.BER. Các clip package có thể g m các chu i dài các m u vido và audio,

và chiều dài của chúng là 8 bytes.

Các gói khác có sẵn trong MXF th thường theo hai d ng mã hóa essence khác nhau như:

mã hóa dựa trên Frame hay field

mã hóa dựa trên clip.

Mã hóa dựa trên frame hay field thường đư c d ng cho D10, còn mã hóa dựa trên clip th

ph h p cho đóng gói DV.

T i thời điểm ghi, MXF h tr các định d ng sau: D10 (MPEG-2 I frame với audio không

nén), D11 (chất lư ng cao), DV và audio không nén. Tuy nhiên, các mở rộng khác

(MPEG-2 long GOP) đang đư c phát triển và sẽ đư c xuất bản trong tương lai gần.

1.14.4.3 Chỉ số dữ liệu MXF (Data Indexing) và truy cập dữ liệu

Để tối ưu truy cập d liệu, MXF định nghĩa một tập h p KLV đặc biệt, gọi là phân đo n

bảng chỉ số (Index Table Segment). Tập h p này có thể đư c gắn kèm trong tập tin MXF

sau phần header. Các bảng chỉ số này cung cấp các giá trị trung b nh để tính toán cá vị trí

của m i gói nội dung riêng biệt trong stream. T y theo thành phần thông tin AV, đơn vị

chỉ số cơ bản đư c gọi là „đơn vị hiệu chỉnh‟ („edit unit‟). Cái này có thể là một frame đơn

trong một hệ thống, là h nh ảnh hay âm thanh. Nếu các gói nội dung có chiều dài thay đổi,

ví d trong trường h p nén video MPEG-2, các bảng chỉ số thực chất có thể mở rộng kích

thước. Trong nhiều ứng d ng, phép tính gần đúng đư c thực hiện và kích thước của m i

„đơn vị hiệu chỉnh‟ đư c thay đổi cho ph h p. Việc này đư c thực hiện hoàn chỉnh nhờ

d ng „KLV phủ lấp‟ để canh chỉnh essence. Các bảng chỉ số, chẳng h n như các header, có

thể đư c lặp l i trong tập tin nhằm cho phép ph c h i d liệu khi đang streaming. Mặc d

d ng các bảng chỉ số chỉ là phần t y chọn thêm, nhưng việc sử d ng chúng đã đư c

khuyến nghị rất nhiều trong hầu hết các định d ng đư c h tr .

Đề tài KC.01.14/06-10

93

Lựa chọn d ng làm việc dựa trên file

Dòng làm việc dựa trên file (file-based workflow) đang mở ra các phương pháp mới và

hiệu quả để sản xuất và phát sóng các chương tr nh. Điều quan trọng là nếu đư c thực hiện

đúng nó sẽ làm giảm giá thành của cả một chu i làm việc trong truyền h nh.

Trước kia file đã đư c sử d ng trong dựng phi tuyến tính, và sau đó nó đư c sử d ng trong

playout. Ưu điểm của quá tr nh dựng phi tuyến các file nằm trong ổ cứng là có thể truy cập

ng u nhiên d liệu, còn ưu điểm của playing các file từ ổ cứng là tiết kiệm b ng, các đầu

đọc b ng c ng như robotic… Tuy nhiên, hai công việc trên v n là hai ốc đảo riêng biệt và

việc kết nối hai đảo làm việc số này l i thành một dòng làm việc trơn tru từ nhận

(acquisition) tới truyền d n (transmission), d sẽ mang l i rất nhiều l i ích, l i là cả một

chu i nh ng thách thức. Khái niệm dòng làm việc.

Khái niệm dòng làm việc (workflow) quảng bá có thể đư c hiểu như một dãy các nhiệm v

(hoặc các bước) đư c kết nối với nhau bởi các quy tắc (hoặc các quyết định). Các nhiệm

v trong dòng làm việc đư c thực hiện bởi con người hoặc các tài nguyên mà con người

kiểm soát, ví d : các nhà điều hành hoặc các bộ phận, hệ thống tự động hóa, các tr m làm

việc, các thiết bị dựng, các hệ thống như các ứng d ng phần mềm, các dịch v cơ sở h

tầng hoặc các thiết bị quảng bá…

Từ sự mô tả dòng làm việc như "một dãy các nhiệm v đư c kết nối nhau bởi các quy tắc",

ta có thể thấy dãy này là không cố định. Nói cách khác, thứ tự các nhiệm v có thể thay đổi

dựa trên các quy tắc t y thuộc vào hoàn cảnh c thể.

Để hiểu rõ hơn dòng làm việc quảng bá ta cần nắm đư c khái niệm "chu i giá trị quảng

bá" (the broadcast value chain) như tr nh bày ở h nh 6-1. Chu i này đư c phân thành ba

nhóm: thu (acquire), quản lý (manage) và phân bố (distribute) tín hiệu. Dưới ba nhóm này

là các nhóm con (shoot: ch p ảnh, quay phim; ingest: nhận; editing/post-production:

dựng/hậu kỳ; Playout: truyền d n phát sóng), và chúng có thể nằm trong ph m vi của cả

hai nhóm chính. Từ h nh vẽ ta thấy chu i làm việc bao g m nh ng nhiệm v nằm trong

chu i giá trị, có thể đầy đủ tất cả, nhưng c ng có thể chỉ là một phần, t y theo từng dòng

làm việc c thể, ví d sản xuất, playout hay tin tức. Và thứ tự thực hiện các bước trong

chu i làm việc c ng không nhất thiết phải theo như ở h nh 6-1.

Đề tài KC.01.14/06-10

94

Hình 0-1: Chu i giá trị quảng á

1.15. D ng làm việc dựa trên file

C ng với sự tiến bộ của công nghệ thông tin và việc áp d ng ngày càng nhiều các thành

tựu của nó vào trong công nghệ quảng bá, công nghệ này đang đối diện với sự chuyển dịch

đ i chúng từ dòng làm việc lưu tr , biến đổi c ng như xuất ra dựa trên b ng sang dòng làm

việc số mà ở đó video t n t i như các file.

Trong môi trường truyền h nh truyền thống media đư c mang bằng tay trên các b ng video

ở tất cả các khâu của quá tr nh làm việc, từ đầu vào tới đầu ra của m i công đo n (h nh 6-

2). Các dấu chân trong h nh chỉ quá tr nh chuyển dịch cơ học của b ng trong dòng làm

việc. Ta thấy đó là quá tr nh tốn thời gian, tiêu hao sức lực, hiệu quả làm việc không cao,

và đặc biệt là với nh ng nhà quảng bá lớn th không gian lưu tr các b ng là rất lớn… Còn

nhiều như c điểm khác n a mà ta khó kể hết.

Trong môi trường video hiện nay, có một thực tế là có việc nhận (ingest) nội dung ở một

số điểm, và nội dung này có thể đư c "chế tác" trong máy tính. Ở đó video t n t i như các

file d liệu. Đ ng thời tất cả nội dung, từ sáng t o (creation) tới playout, có thể đư c lưu

tr t m thời (cache) trong vị trí lưu tr d liệu tập trung, và đư c chia xẻ (sharing) gi a

nhiều người sử d ng t y theo từng lo i ứng d ng mà họ cần. Về nguyên tắc c ng không

cần phải lưu tr d liệu trong các thiết bị (media) nằm ngoài bộ nhớ của hệ thống lưu tr

(ví d b ng, đĩa d liệu) nếu bộ nhớ tập trung còn đủ cho việc đó hoặc các lý do khác sẽ

Đề tài KC.01.14/06-10

95

tr nh bày tiếp theo. Lo i h nh này đư c gọi là "Môi trường lưu tr chia xẻ lý tưởng" (h nh

6-3). Tuy nhiên thực tế l i không phải như vậy v sự t n t i của nhiều tiêu chuẩn video

c ng như nhiều định d ng file sở h u riêng, c ng như nhu cầu, tần suất sử d ng các file là

khác nhau.

Hình 0-2: D ng làm việc dựa trên ăng video

Điều này d n đến các h nh thức media on-line (truy cập tức thời, thường là trên ổ đĩa cứng

tốc độ truy cập nhanh, và do vậy giá thành cao), near- line (truy cập gần tức thời), offline

(media lưu tr nằm tách biệt, ví d như b ng, đĩa d liệu nằm trên giá, truy cập chậm, tốn

thời gian) và archive (media lưu tr có thể là b ng, đĩa d liệu nhưng gắn kết với hệ thống

quản lý tài sản truyền thông (MAM), cho phép truy cập nhanh).

Hình 0-3: Môi trƣờng lƣu trữ chia sẻ lý tƣ ng

Từ đó xuất hiện một d ng dòng làm việc mới - dòng làm việc thế giới thực- như mô tả ở

h nh 6-4. Ta thấy d liệu đư c nhận vào có thể là analog hoặc số, dưới d ng b ng video

hay media số như đĩa quang XDCAM, thẻ nhớ P2, hoặc lấy trực tiếp từ đầu ra camera. Để

đư c dựng các d liệu này có thể đư c lưu vào server hay m ng SAN, nhưng khi m ng đĩa

đầy th nội dung phải đư c di trú sang các thiết bị lưu tr khác. Trong các bước của dòng

làm việc có t n t i quá tr nh chuyển mã (transcode) để biến đổi định d ng d liệu đầu vào

Đề tài KC.01.14/06-10

96

sang ph h p với định d ng chính của bước đó. Trong dòng làm việc này v n còn các quá

tr nh cơ học như chuyển b ng, đĩa video, d liệu từ thực địa về trung tâm sản xuất hoặc số

hóa b ng video hiện có để đưa vào lưu tr . Đây là các yếu tố khách quan không khắc ph c

ngay đư c.

Để khắc ph c sự khác nhau của các định d ng d liệu số làm phức t p các dòng làm việc

truyền h nh, các tổ chức tiêu chuẩn thế giới đã khuyến cáo d ng định d ng trao đổi file

MXF trong dòng làm việc truyền h nh, từ đó d n tới dòng làm việc dựa trên file tiên tiến

(Emerging File-based workflow) như tr nh bày ở h nh 6-5. MXF đư c đưa vào mọi media

lưu tr , từ on-line tới archive. Nó bao g m một "vỏ bọc" (wrapper) bao quanh nội dung

làm cho media tương thích với mọi dải thiết bị đang đư c phát triển, đưa chúng ta tới một

thế giới mong muốn mà ở đó mọi sự khác nhau về các định d ng nhận, công nghệ nén hoặc

thậm chí các tiêu chuẩn video đều trở nên trong suốt đối với người sử d ng. Việc áp d ng

các tiêu chuẩn như MXF, kết h p với sự hội t công nghiệp, làm cách ly các phương pháp

khác nhau, và do vậy làm cho môi trường quảng bá liên ho t hơn.

Hình 0-4: D ng làm việc thế giới thực

Hình 0-5: D ng làm việc dựa trên file tiên tiến dùng MXF

Đề tài KC.01.14/06-10

97

Các ưu điểm của dòng làm việc dựa trên file.

Các ưu điểm của dòng làm việc dựa trên file, hay dòng làm việc không b ng (tapeless), đã

đư c nói tới nhiều. Dưới đây chỉ xin nêu một vài ưu điểm chính trong số đó:

• Truy cập ngẫu nhiên. Trong hệ thống không b ng biên tập viên có thể di chuyển

tức thời tới một frame hoặc nội dung bất kỳ và bắt đầu làm việc. Do vậy tiết kiệm

đư c đáng kể thời gian lẽ ra phải d ng để di chuyển b ng.

• Đa truy cập. Trong hệ thống d ng b ng ở một thời điểm chỉ có một người có

thể làm việc trên một nội dung. Trong hệ thống không b ng đư c cấu h nh đúng

mọi người có thể truy cập đ ng thời nội dung.

• Duyệt và định lại mục đích dễ dàng. Việc t o các thay đổi là dễ dàng. Quảng

cáo có thể đư c làm nhanh bằng cách cắt xén (clipping) các điểm vào, ra và đưa

vào thuyết minh trong câu chuyện đang xảy ra. Các nhà điều hành không bao giờ

phải bắt đầu từ các vết trầy, xước như thường thấy trong hệ thống d ng b ng. Các

công việc có thể đư c mở l i, và các thay đổi có thể đư c làm và sau đó đư c đẩy

ra phát sáng ngay. Các l i ích này đặc biệt quan trọng khi t o d liệu cho các kênh

phân bố luân phiên như Web hoặc các ứng d ng mobile.

• Giám sát quản lý. Trong hệ thống dựa trên b ng video nhà sản xuất hoặc đ o

diễn tin tức không thể tới m i phòng dựng và xem trước m i câu chuyện trước khi

nó đư c phát sáng. Hệ thống không b ng có thể mang các câu chuyện đó tới bàn

làm việc của các nhà ra quyết định cuối c ng để họ kiểm duyệt.

1.16. Các định dạng file số

Để hiểu đư c dòng làm việc dựa trên file th cần làm quen với các định d ng file video số

phổ cập nhất có thể d ng trong truyền h nh hiện nay.

1.16.1 Các container và wrapper

Các định d ng file đặc biệt đư c gọi là các container (hiểu nôm na là "th ng, hộp đựng

hàng") đư c sử d ng để kết h p (combine) hoặc gi (hold) các phần tử (các file) audio và

video trong một file để thuận tiện cho lưu tr và truyền tải. Một số video server lưu tr các

phần tử audio và video tách biệt trên các hệ thống lưu tr của chúng, trong khi một số khác

d ng các định d ng container để gi các phần tử tách biệt này l i với nhau. Tất cả các

Đề tài KC.01.14/06-10

98

video server lưu tr các clip video và audio như cơ sở d liệu với thông tin về các clip đó.

Khi các file video/audio đư c truyền tới hệ thống khác, d liệu về chúng c ng phải đư c

truyền theo, và đó là lý do metadata c ng phải đi tới đó. Metadata là d liệu mô tả về d

liệu, mà d liệu đó t o thành các phần tử audio và video. Nếu metadata và các d liệu

video, audio (còn gọi là essence) đư c gửi trong một file chung th chúng đư c gọi là

wrapper. Như vậy wrapper đư c sử d ng để kết nối container (với các phần tử audio,

video) và metadata. Nó là một d ng container đư c sử d ng trong video chuyên d ng để

kết h p các phần tử (các file video, audio) c ng như metadata.

Nh ng sự khác nhau gi a các phần tử, container và wrapper có thể gây nhầm l n v một số

phần tử và container d ng chung c ng một tên gọi. Ví d , MPEG-2 là codec nén cho video

số nhưng c ng là container khi audio đư c kết h p với nó; với sai khác trong mở rộng file

đư c sử d ng. Khi các file đư c chứa trong wrapper vấn đề đặt ra là: nó là phần tử video

MPEG-2 với phần tử audio AIFF (xem giải thích ở cuối bài) riêng biệt, hay nó là dòng

truyền MPEG-2 (container) với phần tử audio AAC (xem giải thích ở cuối bài) kết h p ?

Câu hỏi này chỉ có thể đư c trả lời thông qua metadata. D ng thông tin wrapper càng trở

nên quan trọng hơn khi chúng ta combine và đóng gói (wrap) các phần tử cơ bản cho lưu

tr và truyền tải dễ dàng.

Từ nhiều n m nay các container đã đư c sử d ng hàng ngày trong thế giới công nghệ

thông tin. Ví d m i clip video đư c play trên Internet đều đến trong container. Các

container này có thể gi nhiều d ng phần tử và codec khác nhau. Do vậy một trong nh ng

chức n ng quan trọng của container là thông báo cho thiết bị playback d ng codec cần thiết

để giải mã các phần tử nằm trong nó.

Đối với các file đư c gói (wrapped) để sử d ng, thiết bị thu phải có khả n ng hiểu và giải

mã wrapper và tách ra các phần tử video và audio. Sau đó nó phải có khả n ng giải mã

container khỏi nh ng thông tin đư c lưu trong metadata và tách ra các phần tử video và

audio. Tiếp theo máy thu phải có codec để giải mã đúng các phần tử audio và video cho

playback và xử lý.

Wrapper đư c phát triển để việc trao đổi các file video và thông tin đi kèm với chúng gi a

các hệ thống khác nhau như các hệ thống dựng phi tuyến tính (NLE), các video server, một

số VTR… đư c dễ dàng hơn. Metadata mang các thông tin khác nhau, ph thuộc vào hệ

thống d ng nó. Ví d trong môi trường sản xuất metadata có thể mang thông tin về các

cảnh, các ghi chép của đ o diễn, kịch bản (script)… Trong hệ thống quảng bá th metadata

Đề tài KC.01.14/06-10

99

có thể mang thông tin về thời gian bắt đầu và kết thúc của đo n video (spot), số h p đ ng

c ng như các thông tin khác thường đư c lưu gi trong hệ thống lưu lư ng. Nếu không có

wrapper th việc đưa các thông tin này vào phải đư c thực hiện bằng tay nên dễ gây ra l i

và bỏ sót…

Các d ng container và wrapper hay đư c sử d ng nhất hiện nay.

1.16.2 Các container

AVI (Audio Video Interleaved) - Đư c Microsoft phát triển cho video cho Windows từ

n m 1992, AVI là container cho nhiều d ng phần tử video và audio. Nhiều người cho rằng

nó là định d ng l i thời, tuy nhiên nó v n đư c sử d ng trong nhiều hệ thống, bao g m cả

các NLE.

QT (QuickTime) - Đư c Apple phát triển vào n m 1991, QuickTime là định d ng

container ph h p tốt cho các m c đích dựng. Nó có thể duy tr một dải rộng các phần tử,

bao g m cả các codecs video và audio.

MPEG-2 - Khi audio đư c combine với video MPEG-2, nó trở thành container. Có hai

d ng container MPEG-2: Dòng truyền tải (Transport Stream - TS) có thể mang nhiều phần

tử audio và video khác nhau, dòng chương tr nh (Program Stream) chỉ mang một phần tử

video và audio đi kèm.

MPEG-4 - khi audio đư c combine với video MPEG-4 th nó trở thành container.

1.16.3 Các wrapper

AAF (Advanced Authoring Format) - AAF là định d ng có tính phức t p cao, chứa thông

tin (metadata) về kịch bản, k xảo, dựng c ng như các d liệu khác có liên quan với sản

xuất chương tr nh truyền h nh. Nó đư c d ng để thay cho tất cả các ghi chép và các media

khác, và chứa chúng c ng với nhau, ở một vị trí trong định d ng của m nh. Về cơ bản AAF

là định d ng wrapper định hướng sản xuất.

MXF (Material eXchange Format - SMPTE 377M) - MXF cho phép d liệu người sử d ng

và metadata đư c đóng gói với audio và video trong c ng một file. Thực tế MXF d ng một

nhánh con của định d ng metadata AAF, nhưng do tính phức t p của metadata AAF nên

một phiên bản (version) metadata nhỏ hơn nhưng có liên quan với AAF đã đư c t o ra và

t o thành một phần của MXF. Nhánh con metadata này làm việc tốt hơn nhiều trong trao

đổi file gi a các server và hệ thống lưu tr , nơi mà metadata chứa trong AAF là không cần

Đề tài KC.01.14/06-10

100

thiết và có thể là gánh nặng cho hệ thống sử d ng nó. MXF đư c nhắm tới các chương

tr nh đã đư c hoàn thành, ở đó chúng sẽ đư c lưu, phát x hoặc stream.

GXF (General eXchange Format - SMPTE 360M) - Về ngu n gốc đư c t o ra bởi nhóm

Grass Valley Group cho truyền tải các file video có nén trên các m ng kênh quang (Fibre

Channel network) khi d ng FPT. Khởi đầu GXF chỉ h tr JPEG video và audio không

nén, nhưng nó đã đư c hoàn thiện để để tải MPEG, DV c ng như HD. MXF và GXF th

tương tự về chức n ng, trong đó cả hai nhắm tới cho các họat động hàng ngày của các tr m

hoặc m ng truyền h nh. D GXF đã đư c sử d ng trong nhiều hệ thống, MXF có l i thế

hơn là đư c thừa nhận rộng rãi và đang dần thay thế GXF trong các hệ thống mới hơn.

OMF (Open Media Framework) - OMF do công ty Avid phát triển trong các sản phẩm của

công ty. Nó đã đư c sử d ng rộng rãi trên thế giới nhưng chưa bao giờ đư c chính thức

thừa nhận như một tiêu chuẩn công nghiệp. Nó c ng là một định d ng wrapper đư c d ng

chủ yếu trong hậu kỳ. V đư c sử d ng rộng rãi, OMF đã trở thành một tiêu chuẩn t n t i

trong thực tế (de facto standard) và có lẽ sẽ còn đư c sử d ng trong nhiều n m tới.

Như vậy ta thấy: khi công nghiệp phát triển nhiều định d ng video sẽ đư c t o ra để đáp

ứng các nhu cầu của các hệ thống truyền d n và lưu tr tương lai.

1.17. Một số lƣu ý khi thiết kế d ng làm việc dựa trên file

1.17.1 Lập kế hoạch hệ thống

Có nhiều phương pháp khác nhau để xây dựng cơ sở h tầng dựa trên file, m i phương

pháp cho thông số k thuật c ng như khả n ng sẵn sàng về nội dung riêng của m nh. Mặc

d các thiết kế hệ thống lấy công nghệ thông tin làm trung tâm này cho phép nhặt và chọn

các hệ thống và ứng d ng tốt nhất c ng lo i, điều quan trọng là các hệ thống khác nhau

phải tương thích để t o thành một dòng làm việc trơn tru mong muốn. M c đích phải có

đư c tính liên ho t (interoperability - là khả n ng của hệ thống hoặc sản phẩm làm việc với

hệ thống hoặc sản phẩm khác, không cần có n lực đặc biệt của người sử d ng) hoàn toàn,

không giới h n. Giải pháp đòi hỏi một chiến lư c m u thích h p tốt và một tốc độ d liệu

dựa trên một định d ng nén nội t i (house compression format) và một wrapper file chung.

Wrapper này phải có thể đư c nhận d ng bởi tất cả các hệ thống và thiết bị trong tổng hệ

thống. Đ ng thời c ng không đư c quên các kết nối vật lý chuẩn hóa, các giao thức truyền

tải có khuynh hướng giống nhau, đư c h tr bởi tất cả cá ứng d ng và từ điển metadata

tích h p.

Đề tài KC.01.14/06-10

101

1.17.2 Các cấu trúc lƣu trữ

Hãy bắt đầu từ việc xem xét các nhu cầu lưu tr . Các cấu trúc dựa trên file phải có dung

lư ng lưu tr ph h p. Nền tảng lưu tr phải ph c v đư c nhiều người sử d ng, và họ có

thể thực hiện các nhiệm v hoặc dãy các nhiệm v trên cơ sở hàng ngày. Nội dung phải có

sẵn đ ng thời cho các biên tập viên, các nhà sản xuất, các phóng viên c ng như nh ng

người khác có liên quan với quá tr nh sản xuât.

SAN (Storage Area Network) và NAS (Network Attached Storage) là hai d ng nền tảng

lưu tr chung nhất đư c sử d ng trong các hệ thống tin quảng bá. Khi đư c thực hiện đúng

chúng có thể h tr dòng tín hiệu có độ phân giải chuẩn và độ phân giải cao (SD/HD) hai

chiều trơn tru và các đầu ra đa định d ng (multiformat)/ đa kênh (multichannel). Cả SAN

và NAS cho phép nhiều người sử d ng truy cập đ ng thời các file media, do vậy tận d ng

đư c các ưu điểm của môi trường không b ng.

Trong các ứng d ng phòng tin, sự khác nhau mấu chốt gi a SAN và NAS là hệ thống lưu

tr xuất hiện như thế nào với các tr m làm việc t i ch (local workstation). NAS xuất hiện

như một ổ đĩa đư c nối m ng (networked drivo) với việc đọc và viết đư c quản lý trên cơ

sở file. Điều này tương tự như chia xẻ file qua m ng gia đ nh. SAN, bất kể đư c nối đến

client qua FC (F ibre Channel) hay iSCCI trên Ethernet, biểu hiện giống như ổ đĩa t i ch

(local drive). Việc đọc và viết xảy ra thu từng khối (ngư c với file). Điều này cho phép các

nhà phát triển phần mềm thực hiện các thông số k thuật xác định cho các hệ thống dựng

phi tuyến tính (NLE - Non-Linear Editing). Phần mềm dựng phi tuyến phải chứa code đặc

biệt để nắm bắt ưu điểm của các đặc trưng đọc/viết của SAN. SAN, c ng với phần mềm

NLE đư c cấu h nh và phát triển h p lý, có thể đảm bảo rằng các ứng d ng dựng luôn

đư c thực hiện tối ưu.

Hệ thống sản xuất SAN d ng vòng (ring) các thiết bị lưu tr kết nối với nhau qua FC. Điều

này cho phép nhiều người sử d ng chia xẻ các m ng lưu tr giống như chúng là một thiết

bị. Nếu biên tập viên cần dung lư ng từ server A, nhưng server A bận, th hệ thống SAN sẽ

tự động hướng yêu cầu của người sử d ng tới server B hoặc C.

Khi d ng công nghệ FC tốc độ cao, hệ thống SAN có thể ph c v hàng ch c hoặc hàng

tr m kênh audio và video qua m ng lưu tr d ng chung, đư c bảo vệ RAID. Và nó có thể

đư c cấu h nh cho cả các khả n ng real-time xác định c ng như kết nối Hệ thống file

Internet chung (CIFS - Common Internet File System) mở đ ng thời. So với NAS th SAN

đắt hơn, đòi hỏi nhân viên k thuật có k n ng cao hơn trong bảo tr .

Đề tài KC.01.14/06-10

102

Hình 0-6 : Cấu trúc DAS

Cấu trúc NAS c ng d ng nhiều server media nối m ng, lưu tr RAID, kết nối Ethernet và

các thành phần có sẵn. Nó cung cấp server toàn phần và b ng thông kênh client xác định,

giá thành thấp, đơn giản trong quản lý nhưng không đảm bảo cho biên tập viên hoặc server

bất kỳ đ t đư c b ng thông ở thời điểm đã cho, việc bổ sung thêm các thiết bị NAS để t ng

dung lư ng m ng sẽ t o ra các vấn đề trong quản lý file khi dự án có thể mở rộng lên và

m ng đĩa. Giống như SAN, NAS có thể thích nghi nhiều định d ng video (bao g m DV ở

50 Mb/s), co dãn tới 14.6 TB và cung cấp h tr mở cho chương tr nh dựa trên CIFS bất

kỳ.

Trong nhiều trường h p, để tận d ng tốt nhất các ưu điểm và khắc ph c các như c điểm

của m i d ng lưu tr , người ta có thể kết h p chúng trong một hệ thống.

1.17.3 Định dạng nén nội tại

Tất cả các tin tức video số nhận ở hiện trường trong d ng SD hay HD đều là d liệu video

và audio có nén. HD video bắt đầu từ 1.3 Gb/s nhưng đư c nén xuống tốc độ bit gi a 35

Mb/s đến 100 Mb/s. Công nghệ nén cho phép lưu tr file hiệu quả hơn, di chuyển trên toàn

bộ hệ thống nhanh hơn, đặc biệt ở nơi b ng thông bị h n chế. Trong nhiều trường h p định

d ng nén có ảnh hưởng đáng kể tới phần còn l i của dòng sản xuất.

Thông thường việc lựa chọn định d ng nén dựa trên d ng video sơ cấp đi vào hệ thống.

B n hãy xác định định d ng nén nào đư c sử d ng bởi các camcorder của b n. Nó là

MPEG-2 long-GOP, MPEG-2 short-GOP, nén DV, JPEG2000 hay MPEG-4 H.264/AVC.

Đề tài KC.01.14/06-10

103

M i định d ng và tỷ số nén cần đư c thử nghiệm để đảm bảo rằng nó làm việc tốt nhất cho

các ứng d ng riêng của hệ thống của b n.

Hình 0-7: Cấu trúc SAN

Hình 0-8: Cấu trúc NAS

Hình 0-9: Cấu trúc h n hợp

C ng cần lưu ý rằng trong dòng làm việc dựa trên file th hệ thống lưu tr có vai trò rất

quan trọng, và điều này đã đư c tr nh bày trong nhiều bài báo. Do vậy khi thiết kế cấu trúc

lưu tr cần có sự phân tích c thể dòng làm việc để chọn các định d ng ph h p, vừa bảo

Đề tài KC.01.14/06-10

104

đảm chất lư ng tín hiệu đư c lưu tr , vừa đảm bảo các yêu cầu về truyền d n phát sóng và

truyền d n trong m ng ph c v cho công việc của các bộ phận khác nhau. Dòng làm việc

dựa trên b ng video truyền thống thường có hai cấp chất lư ng tương ứng với hai định

d ng: định d ng quảng bá ph c v cho truyền d n và định d ng VHF d ng cho xem. Dòng

làm việc dựa trên file, do nhu cầu tối ưu hóa dựa trên công việc của các bộ phận, thường có

một số định d ng như sau

• Video không nén trên RAID thông số k thuật cao ph c v cho dựng phi tuyến

tính

• Video có nén ít c ng ph c v cho dựng (như Avid DN×HD, DV25, Apple

ProRes…)

• I-Frame MPEG cho truyền d n nhánh chính và lưu tr chất lư ng cao trên

nealine disk và b ng d liệu (archiving)

• Long-GOP MPEG cho các file playout để sử d ng hiệu quả các server playout

• Tr nh duyệt (browse) có đánh chỉ số time code cho dựng cắt thô

• Tr nh duyệt độ phân giải thấp cho xem tổng quan.

Các định d ng video khác nhau này đư c lưu tr trên h n h p các hệ thống đĩa và b ng sao

cho đảm bảo các thông số k thuật cần thiết và chỉ tiêu giá thành - hiệu quả. Ví d các

server giá thành cao cung cấp chỉ tiêu k thuật chính xác từng frame với độ tin cậy cực kỳ

cao cho playout. Các m ng đĩa b ng thông cao, tốc độ cao ph c v cho các chức n ng

dựng. Các m ng SATA giá thành thấp hơn có thể cung cấp lưu tr phi tuyến cho công việc

hàng ngày. B ng d liệu giá thành - hiệu quả cung cấp lưu tr dài h n d ng robotic… Và

cuối c ng cần lưu ý rằng, t y theo khả n ng tài chính c ng như yêu cầu chất lư ng c thể

mà b n chọn số các định d ng cần thiết. Ví d như ở h nh 10 ta có thể chọn ba định d ng:

browse - định d ng có độ phân giải thấp, không đòi hỏi nhiều b ng thông đường truyền

d ng cho tr nh duyệt tin tức và dựng cắt thô; broadcast - long GOP MPEG d ng cho truyền

d n tới người xem cuối; và broadcast - I- frame MPEG d ng cho lưu tr , dựng h nh …

Nhưng nếu các tín hiệu đầu vào của b n không đ t đư c mức chất lư ng I- frame th có thể

chọn lo i định d ng khác ph thuộc vào cấp chất lư ng của tín hiệu đó như đã tr nh bày ở

phần đầu của m c này. Và tới nay các nhà sản xuất codec hàng đầu thế giới c ng đã t o

Đề tài KC.01.14/06-10

105

đư c các codec tiến tiến sử d ng định d ng long GOP MPEG d ng đư c cho lưu tr , dựng

h nh…

1.17.4 Từ điển metadata

Hình 0-10: Chu i quảng á dựa trên file và MXF

Hình 0-11: Trao đổi file giữa ộ phận quảng á và hệ thống

Điều quan trọng là hệ thống cần có từ điển metadata cung cấp thông tin quá khứ, hiện t i

và tương lai. Nó cần chi tiết hóa tất cả các tiêu chuẩn mà hệ thống cần để nhận biết các

mẩu media riêng biệt. Từ điển phải có một ngôn ng chung đư c phát triển trong hệ thống

(ví d : newsroom) trong nhiều n m. Ngoài ra nó phải mô tả xuất xứ của nội dung, cách sử

d ng nó và các phần tử đã t o nên toàn bộ file media. Nhiều trong số các đề m c này là k

Đề tài KC.01.14/06-10

106

thuật hoặc điều hành, và các phóng viên không thể có trách nhiệm bổ sung đủ các chi tiết

cần thiết, mà một số người nào đó phải làm việc đó. Nhưng tất cả mọi người có trách

nhiệm đều có thể hiểu ngôn ng của từ điển.

Từ điển này phải có ích khi cập nhật chi tiết các clip tới. Với các bộ mô tả h p lý, nhiều

nhiệm v có thể đư c thực hiện tự động với ít sự can thiệp của con người.

1.17.5 An ninh hệ thống

Khi xem xét về vấn đề an ninh th rõ ràng b ng có nhiều ưu điểm: việc copy là khó v cần

phải có hai VTR và b ng; việc xóa hoặc ghi đè lên đo n video hiện có c ng khó v cần

phải có thời gian; việc mất b ng sẽ không nguy hiểm bằng việc hệ thống lưu tr trung tâm

dựa trên file bị hỏng hóc. Do vậy vấn đề an ninh cho hệ thống làm việc dựa trên file phải

đư c đư c chú ý tới, và dưới đây là một vài khuyến cáo.

• Phải d ng các quy tắc an ninh của công nghệ thông tin trong bảo vệ hệ thống.

C thể: ai (hoặc nh ng nhóm người) có quyền truy cập, và mức độ truy cập của họ;

chỉ xem và xem ở nh ng phần nào; đư c xem và sửa t i ch ; đư c copy; đư c sửa

nhưng phải copy mang đi sửa ở nơi khác… Các hệ thống quản lý tài sản số (DAM -

Digital Asset Management) tốt sẽ làm công việc này.

• Phải sử d ng các hệ thống bảo vệ, các phần mềm… chống sự thâm nhập của

virus máy tính c ng như sự phá ho i từ bên ngoài.

• Phải bảo vệ các file khi có sự hỏng hóc thiết bị nhờ d ng các hệ thống sao chép

dự phòng và các hệ thống lưu tr RAID hiệu quả. Nếu đư c cần tổ chức hệ thống

lưu tr từ xa để đề phòng khi địa điểm chính bị phá hủy (do bom, cháy nổ hay động

đất…). Tất nhiên việc này còn ph thuộc vào khả n ng tài chính của nhà quảng bá.

Đ ng thời nếu có điều kiện tài chính nên có dự phòng 1 1 đối với các thiết bị quan

trọng, ví d với server phát sáng, nếu không để đảm bảo độ tin cậy phát sóng nên

có máy b ng thường trực để sử d ng khi hệ thống bất ngờ bị hỏng. • Cố gắng

thiết kế tối ưu, tách biệt các mặt bằng làm việc (platform) gi a các bộ phận, sao cho

hỏng hóc trong bộ phận này không ảnh hưởng tới các bộ phận khác, đặc biệt bộ

phận playout. Ví d việc tắc nghẽn đường truyền hay treo máy do virus trong bộ

phận làm tin (newsroom), sản xuất, v n phòng không thể ảnh hưởng tới ho t động

b nh thường của bộ phận playout.

Đề tài KC.01.14/06-10

107

Để minh họa chúng ta có thể xem h nh mô tả toàn bộ dòng làm việc dựa trên file của hãng

Thomson Grass Valley khi d ng các hệ thống K2, Aurora và EDIUS

Kết luận

Đánh giá và chọn lựa video server c ng như load balance server là một công việc phức t p.

Tài liệu này đã nêu lên nh ng mặt chung nhất của các vấn đề và nh ng khái niệm tổng

quan. V server là một phần tử quan trọng trong cơ sở h tầng của hệ thống truyền h nh,

nên việc lựa chọn nó đòi hỏi phải có kế ho ch và nghiên cứu cẩn thận. Lựa chọn server

định hướng dòng làm việc liên quan chặt chẽ với phân tích chi tiết nhu cầu dòng làm việc

và chào hàng (offering) của nhà sản xuất. Việc đầu tư server là quan trọng với việc nhắm

tới giải pháp có co dãn và mềm dẻo.

Đối với các tr m muốn thành lập cơ sở h tầng h tr thiết bị thừa hưởng, các yêu cầu hiện

t i và nhánh di trú, server định hướng dòng làm việc có ý nghĩa tốt và cung cấp cách xây

dựng khả n ng cho các định d ng mới và các ứng d ng đư c cải thiện. Kết quả sẽ đư c

đánh dấu bằng sự cải thiện hiệu quả của hệ thống.

Tài liệu này sẽ h tr khi xem xét, yêu cầu các server riêng biệt từ nhà cung cấp, từ đó t m

ra server “hoàn thiện” cho nhu cầu của m nh.

Ngoài ra tài liệu c ng đưa ra khuyến nghị về giải pháp cân bằng tải cho giải pháp IPTV

Khuyến nghị sử d ng các thiết bị cân bằng tải thế hệ 3 cho giải pháp IPTV ;

Khuyến nghị sử d ng các hardware solution thay cho các software;

Đề tài KC.01.14/06-10

108

Đề xuất E350si và F5 Networks là hai phương án chọn. Tham chiếu chi phí

và hiệu suất của các giải pháp khác nhau theo bảng dưới đây

Ngoài ra tài liệu này bước đầu giới thiệu khái quát nh ng dịch v , k thuật mới và các biện

pháp h tr triển khai các dịch v ứng d ng d ng metadata và lựa chọn dòng làm việc dựa

trên file. NTT Laboratories c ng đã công bố các thử nghiệm về t o metadata cho các

chương tr nh tin tức quảng bá bằng k thuật xử lý ngôn ng , nhận d ng tiếng nói; k thuật

d ng metadata trên nền web… và đã thu đư c các kết quả khả quan. Các nghiên cứu ứng

d ng d ng metadata v n đư c tiếp t c triển khai hướng đến việc mang nhiều tiện ích hơn

cho người sử d ng. Dòng làm việc dựa trên file cung cấp nhiều ư u điểm đối với các nhà

quảng bá, bao g m giá thành thấp tiềm n ng, cho phép làm việc h p tác và đơn giản hóa

việc xuất bản đa định d ng. Bằng việc lập kế ho ch đầy đủ, cơ sở h tầng dựa trên file có

thể là đòn bẩy để h tr các lo i h nh kinh doanh và các dòng làm việc khác nhau. Ch a

khóa là phương pháp mà nó đư c thực hiện. Các thách thức đối với mọi hệ thống là sự liên

ho t và làm việc tin cậy với nhau của các hệ thống con. Một điều may mắn là đã có sẵn các

công nghệ để làm việc này.

Đề tài KC.01.14/06-10

109

Tài liệu tham khảo

[1]. Todd S. Roth. Broadcastengineering, SELECTING A WORKFLOW –

ORIENTED SERVER, June 2004

[2]. Al Kovalick. SMPTE Journal Evaluating Video Server -, January 2001.

[3] Tony Bourke: Server Load Balancing, O'Reilly, ISBN 0-596-00050-2

[4] Chandra Kopparapu: Load Balancing Servers, Firewalls & Caches, Wiley,

ISBN 0-471-41550-2

[5] Robert J. Shimonski: Windows Server 2003 Clustering & Load Balancing,

Osborne McGraw-Hill, ISBN 0-07-222622-6

[6] Jeremy Zawodny, Derek J. Balling: High Performance MySQL, O'Reilly, ISBN

0-596-00306-4

[7] Matthew Syme, Philip Goldie: Optimizing Network Performance with Content

Switching: Server, Firewall and Cache Load Balancing'', Prentice Hall PTR, ISBN

0-13-101468-5

[8] Koichi Sakanoue, Junichi Kishigami, Takashi Honishi, Takashi Yoshida, "New

Services and Technologies Associated with Metadata", NTT Laboratories, 2004.

[9]Akira Kojima, Masashi Morimoto, Akihito Akutsu, Shinji Abe, Hisato Miyachi,

Katsuhiko Kawazoe, "Implementation Measures to Expand Metadata Application

Services", NTT Laboratories, 2004.

[10] Mitsuaki Tsunakara, Ryoji Kataoka, Masashi Morimoto, "Framework for

Supporting Metadata Services", NTT Laboratories, 2004.

[11]. Video storage. David Austerberry. Broadcastengineeringworld.com.

December 2007

[12]. File-based workflows- David Austerberry. Broadcastengineeringworld.com.

January 2008

http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tony_Bourke&action=edit&redlink=1

http://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/0596000502

http://en.wikipedia.org/wiki/Chandra_Kopparapu


http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Robert_J._Shimonski&action=edit&redlink=1


http://en.wikipedia.org/wiki/Jeremy_Zawodny

http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Derek_J._Balling&action=edit&redlink=1



http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Matthew_Syme&action=edit&redlink=1

http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Philip_Goldie&action=edit&redlink=1



Đề tài KC.01.14/06-10

110

[13]An introduction to networked storage. StoreVault. 2006

[14]K2 Media server. Roger Crooks, Product Marketing Manager. October 2007.

Chương trình trọng điểm cấp nhà nước về


ĐỀ TÀI “Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tương tác trên nền


Mã số: KC.01.14/06-10


“BẢN KẾ HOẠCH TRIỂN KHAI CHI TIẾT

CỦA HỆ THỐNG IPTV”

Nhóm thực hiện: Th.S Lâm Quang Tùng


Hà nội 7/2010


“BẢN KẾ HOẠCH TRIỂN KHAI CHI TIẾT

CỦA HỆ THỐNG IPTV”

ĐỀ TÀI “Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tương tác trên

nền IP" - Open IPTV & Multiplay Infrastructure Reference

Framework

Mã số: KC.01.14/06-10

Version 2.3T



Đề tài KC.01.14/06-10

2

Mục lục

Mục lục.................................................................................................................................. 2

Danh mục các bảng .............................................................................................................. 7


1. Giới thiệu tổng quan dự án IPTV............................................................................. 12

1.1. Tổng hợp yêu cầu dự án ....................................................................................... 13

1.1.1 Khả năng của hệ thống ....................................................................................... 13

1.1.2 Vị trí hệ thống và các yêu cầu Video .................................................................... 13

1.1.3 Quy mô và các yêu cầu đối với dịch vụ Video IP cao cấp ...................................... 13

1.1.4 1.1.4. Yêu cầu các dịch vụ giá trị gia tăng ............................................................ 14

1.1.5 Điều khoản dịch vụ Quad-Play ............................................................................ 14

1.2. Triển khai ............................................................................................................. 14

2. Thiết kế hệ thống IPTV cho pha 1 ............................................................................ 17

2.1. Tóm tắt thiết kế hệ thống ..................................................................................... 19

2.2. Thiết kế Headend ................................................................................................. 19

2.2.1 Tổng quan thiết kế và các yêu cầu Headend từ CUSTOMER ................................. 19

2.2.2 Phân hệ thu ........................................................................................................ 20

2.2.3 Phân hệ điều khiển và giám sát............................................................................ 20

2.2.4 Phân hệ nén ....................................................................................................... 22

2.2.5 Thiết kế trung tâm Video Headend IPTV MekongMedia ........................................ 22

2.3. Thiết kế nền tảng IPTV của đối tác công nghệ .................................................... 23

2.3.1 Thiết kế thiết bị thành phần chính trong pha 1 tại nút biên cho ADSL..................... 25

2.3.2 Thiết kế thiết bị thành phần tại nút trung tâm cho CABLE ..................................... 26

3. Những yêu cầu mạng IPTV ....................................................................................... 26

3.1. Những yêu cầu của mạng tải IPTV ...................................................................... 26

3.2. Các yêu cầu về băng thông .................................................................................. 26

3.3. Các yêu cầu QoS .................................................................................................. 27

3.4. Độ tin cậy ............................................................................................................. 27

3.5. Bảo mật ................................................................................................................ 27

3.6. Multicast............................................................................................................... 28

4. Nền tảng truyền thông – hệ thống MDN.................................................................. 29

4.1. Tổng quan và kiến trúc MDN .............................................................................. 29

4.1.1 Kiến trúc MDN Tech.Partners ............................................................................. 29

4.1.2 Các tính năng của MDN Tech.Partners ................................................................ 30

4.1.3 Độ tin cậy hệ thống MDN.................................................................................... 34

5. Hệ thống Head-end .................................................................................................... 35

Đề tài KC.01.14/06-10

3

5.1. Tổng quan hệ thống Head-end ............................................................................. 35

5.2. Hệ thống thu nội dung.......................................................................................... 36

5.3. Giám sát và điều khiển hệ thống .......................................................................... 38

5.4. Hệ thống nén media ............................................................................................. 40

6. Hệ thống CA/DRM (Irdeto SoftClient) .................................................................... 42

6.1. Tổng quan và kiến trúc lớp bảo vệ nội dung Irdeto ............................................. 43

6.2. Các giao diện của các thành phần Irdeto với hệ thống IPTV .............................. 46

6.3. Chức năng của hệ thống Irdeto ............................................................................ 46

6.3.1 Các chiến lược an toàn cao ................................................................................. 46

6.3.2 Sự linh hoạt và khả năng mở rộng........................................................................ 48

6.3.3 Các chức năng tin cậy của hệ thống ..................................................................... 48

6.3.4 Các chức năng dự phòng của hệ thống................................................................. 49

7. STB .............................................................................................................................. 51

7.1. EC1308................................................................................................................. 51

7.1.1 Tổng quan .......................................................................................................... 51

7.1.2 Chức năng cơ bản............................................................................................... 51

7.1.3 Chức năng nâng cao ........................................................................................... 52

7.2. EC2108................................................................................................................. 52

7.2.1 Tổng quan .......................................................................................................... 52

7.2.2 Các chức năng chính .......................................................................................... 52

7.3. EC2118................................................................................................................. 53

7.3.1 Tổng quan .......................................................................................................... 53

7.3.2 Các chức năng chính .......................................................................................... 53

7.4. H3100................................................................................................................... 54

7.4.1 Tổng quan .......................................................................................................... 54

7.4.2 Chức năng chính ................................................................................................ 54

7.4.3 Chức năng nâng cao ........................................................................................... 54

8. Tích hợp ...................................................................................................................... 56

8.1. Chế độ định mức .................................................................................................. 57

8.2. Chế độ thanh toán ................................................................................................ 58

8.3. Chiến lược định giá linh hoạt ............................................................................... 58

8.4. Đồng bộ hóa sản phẩm IPTV ............................................................................... 59

8.5. Đồng bộ hóa thuê bao .......................................................................................... 59

8.6. Giao dịch thanh toán ............................................................................................ 60

8.7. Kiểm tra bản quyết toán ....................................................................................... 61

9. Hệ thống quản lý IPTV.............................................................................................. 62

9.1. Quản lý cấu hình .................................................................................................. 62

9.2. Quản lý hiệu năng ................................................................................................ 63

9.3. Quản lý nhật ký .................................................................................................... 63

Đề tài KC.01.14/06-10

4

9.4. Quản lý cảnh báo .................................................................................................. 63

9.5. Quản lý bảo mật ................................................................................................... 64

10. Luồng vận hành dịch vụ IPTV ............................................................................. 66

10.1. Luồng vận hành sản phẩm IPTV ......................................................................... 66

10.2. Luồng vận hành dự phòng cho thuê bao .............................................................. 66

10.3. Luồng vận hành thanh toán, quyền hạn và xác thực người dùng ........................ 66

11. Các dịch vụ mới của đối tác công nghệ IPTV ..................................................... 67

11.1. Dịch vụ TVOD..................................................................................................... 67

11.2. Dịch vụ TSTV ...................................................................................................... 67

11.3. Dịch vụ nPVR ...................................................................................................... 68

11.4. Dịch vụ IPPV ....................................................................................................... 70

11.5. Dịch vụ giá trị gia tăng......................................................................................... 70

11.5.1 Các dịch vụ giá trị gia tăng cơ bản trong pha 1 ................................................ 71

11.5.2 Mở rộng dịch vụ giá trị gia tăng (VAS) trong pha 2-5 ....................................... 72

12. Giải pháp bảo mật cho hệ thống ........................................................................... 79

12.1. Tất cả hệ thống IPTV đều chấp nhận sự dự phòng .............................................. 79

12.2. Tất cả các hệ thống IPTV được bảo vệ bởi tường lửa ......................................... 79

12.3. Tất cả các hệ thống IPTV đều được cài đặt phần mềm diệt virus ....................... 80

12.4. Backup dữ liệu chính ........................................................................................... 80

12.5. Bảo mật ................................................................................................................ 80

13. Kết luận ................................................................................................................... 80

Tài liệu tham khảo ............................................................................................................. 81

Đề tài KC.01.14/06-10

5


Hình 1-1: Sơ đồ tổng quan của mô hình triển khai hệ thống IPTV ..................................... 12

Hình 1-2: Các thủ tục triển khai IPTV ................................................................................. 14

Hình 1-3: Các giai đoạn triển khai dự án ............................................................................. 15

Hình 2-1: Kiến trúc hệ thống Head-end cho CUSTOMER ................................................. 20

Hình 2-2: Hệ thống giám sát đa hình ảnh ............................................................................ 21

Hình 2-3: Hệ thống đăng quảng cáo .................................................................................... 21

Hình 2-4: Trung tâm Video Headend .................................................................................. 22

Hình 2-5: Mạng phân tán ..................................................................................................... 23

Hình 2-6: Hệ thống thiết bị cho nút trung tâm tại Hà Nội ................................................... 24

Hình 2-7: Thiết bị nút biên ADSL ....................................................................................... 25

Hình 2-8: Thiết bị nút trung tâm cho CABLE ..................................................................... 26

Hình 5-1: Kiến trúc Headend ............................................................................................... 36

Hình 5-2: Hệ thống thu nội dung ......................................................................................... 37

Hình 5-3: Kiến trúc phân hệ giám sát và điều khiển hệ thống............................................. 38

Hình 5-4: Giải pháp quảng cáo ............................................................................................ 40

Hình 7-1: Set-top-box H3100 .............................................................................................. 54

Hình 7-2: Bảng điện mặt sau H3100.................................................................................... 55

Hình 8-1: Các chức năng của BOSS .................................................................................... 57

Hình 11-1: Dịch vụ VoD...................................................................................................... 67

Hình 11-2: Dịch vụ Mailbox ................................................................................................ 72

Hình 11-3: Các dịch vụ mở rộng 1 ...................................................................................... 72

Hình 11-4: Các dịch vụ mở rộng 2 ...................................................................................... 73

Hình 11-5: Giao diện game online ....................................................................................... 73

Hình 11-6: Danh sách các game online ............................................................................... 74

Hình 11-7: Dịch vụ game offline 1 ...................................................................................... 74



Hình 11-10: Dịch vụ game offline 4 .................................................................................... 76

Hình 11-11: Dịch vụ game offline 5 .................................................................................... 76

Hình 11-12: Danh sách dịch vụ game online ....................................................................... 77

Đề tài KC.01.14/06-10

6

Hình 11-13: Dịch vụ game online 1..................................................................................... 77





Đề tài KC.01.14/06-10

7

Danh mục các bảng

Bảng 3-1: Các yêu cầu QoS của dịch vụ IPTV.................................................................... 27

Đề tài KC.01.14/06-10

8


Thuật ngữ viết tắt Từ đầy đủ Nghĩa tiếng Việt

AAC Advanced Audio Coding Mã hóa âm thanh tiên tiến

ACS Application Control Service Dịch vụ điều khiển ứng dụng


Ant Antenna Anten

API Application Program Interface Giao diện chương trình ứng dụng

ARPU Average Revenue Per User Thu nhập bình quân trên đầu người

ASI Asynchronous Serial Interface Giao diện Serial không đồng bộ


AVC Audio Visual Communication Cộng đồng âm thanh ảo

A/D Analogue and Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự /số

BSS Business Support System Hệ thống hỗ trợ thương mại


CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit cố định

CDN Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung

CIS Content Ingestion Service Dịch vụ tiêu thụ nội dung

CMS Content Management System Hệ thống quản lý nội dung


CSA Canadian Standards Association Hiệp hội tiêu chuẩn Canada

DAS Direct Attached Storage Lưu trữ trực tiếp

Demod Demodulator Bộ giải điều chế

DHCP Dynamic Host Configuration

Protocol Giao thức cấu hình host động


DSLAM Digital Subscriber Line Access

Multiplexer

Bộ ghép kênh truy cập đường dây

thuê bao số


DVB-C Digital Video Broadcasting-Cable Quảng bá video số- Cáp

Đề tài KC.01.14/06-10

9

DVB-S Digital Video Broadcasting-Satellite Quảng bá video số- Vệ tinh


Terrestrial Quảng bá video số- Mặt đất

ECM Entitlement Control Message Bản tin điều khiển quyền hạn

ECS Encryption Control Signal Tín hiệu điều khiển mã hóa

EDS EPG distribute Server Server phân phối EPG

EMC Electromagnetic Compatibility Khả năng tương thích điện tử

EMI Electro Magnetic Interference Giao diện điện từ

EMM Entitlement Management Message Bảo tin quản lý quyền hạn

EPG Electronic Program Guide Hướng dẫn chương trình điện tử

FC Fiber Channel Kênh sợi cáp

FCC Federal Communications

Commission (USA) Ủy ban truyền thông liên bang (Mỹ)


GB Gigabyte Gigabyte

GE Gigabit Ethernet Mạng Ethernet Gigabit

GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu

HDLC High level Data Link Control Điều khiển liên kết dữ liệu mức cao

HMS TECH.PARTNERS Media Server Server truyền thông Tech partners

HTML Hypertext Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

HTTP Hyper Text Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản

ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khiển Internet

ICP Internet Content Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet

IDC Internet Data Center Trung tâm dữ liệu Internet

IEC International Electrotechnical

Commission Ủy ban điện lực quốc tế


Protocol Giao thức quản lý nhóm Internet


IPTV Internet Protocol Television Tivi IP

IRD Integrated Receiver/Descrambler Tích hợp bộ trộn/bộ thu

Đề tài KC.01.14/06-10

10

ISMA Internet Streaming Media Alliance Liên minh truyền tải truyền thông

internet

ISO International Organization for

Standardization Tổ chức tiêu chuẩn toàn cầu

J2EE Java 2 Platform Enterprise Edition Nền Java2 phiên bản doanh nghiệp

JPEG Joint Photographic Experts Group Định dạng JPEG

MAM Media Assets Management Quản lý tài nguyên truyền thông

MDN Media Delivery Network Mạng phân phối truyền thông

MIB Management Information Base Quản lý thông tin cơ bản


MPEG Motion Picture Expert Group Định dạng MPEG

MPTS Multi-program transport stream Luồng truyền tải đa chương trình

NTP Network Time Protocol Giao thức thời gian mạng

NVOD Near Video on Demand Cận video theo yêu cầu

OMC Operation and Maintenance Center Trung tâm vận hành bảo dưỡng

OSS Operation Support System Trung tâm hỗ trợ vận hành


PES Packetized Elementary Stream Luồng sơ cấp đóng gói được

PGM Pragmatic General Multicast Multicast cơ bản thực tế

PLTV Pause live TV Dừng TV live

PLVOD Pause live VOD Dừng VOD live

PMS Product Management Service Dịch vụ quản lý sản phẩm



PS Program Stream Luồng chương trình

QOS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

RADIUS Remote Authentication Dial in User

Service

Xác thực quay số từ xa trong dịch vụ

người dung


RFC Request for Comments Yêu cầu bình luận


Đề tài KC.01.14/06-10

11


RTP Real-time Transport Protocol Giao thức truyền dẫn thời gian thực

RTS Real-time Transfer Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực

RTSP Real-Time Streaming Protocol Giao thức truyền thời gian thực

SCSI Small Computer System Interface Giao diện hệ thống máy nhỏ



SDH Synchronous Digital Hierarchy Cấp đồng bộ số

SM Streaming Media Luồng truyền thông

SMS Subscriber Management Service Dịch vụ quản lý thuê bao

SNMP Simple Network Management

Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản

SOAP Simple Object Access Protocol Giao thức truy cập đối tượng đơn giản

SP Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ


Sync Synchronization Đồng bộ

TCP Transfer Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn

TS Transport Stream Luồng truyền tải


UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người dung

UM Usage Mediation Truyền thông thực dụng

URL Universal Resource Locator Định vị nguồn tổng


VCDN Virtual Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung ảo


Đề tài KC.01.14/06-10

12

1. Giới thiệu tổng quan dự án IPTV

MKM IPTV là một dự án cấp quốc gia, có mục đích xác định và thử nghiệm hệ

thống TV có tính chất quốc gia dựa trên IP trên một mạng riêng. Trong tương lai, hệ thống

còn có thể cung cấp dịch vụ Quart-play (hay Multi-play), bao gồm Voice, Data, Video

Service cùng nhiều dịch vụ VAS được cung cấp bởi nhiều SP/CPs. Mục tiêu của lược đồ

giải pháp được biểu diễn trong hình vẽ dưới đây:

Hình 1-1: Sơ đồ tổng quan của mô hình triển khai hệ thống IPTV

Công nghệ IPTV được lựa chọn (đã được chuẩn hóa để phù hợp với Việt Nam) sẽ

được chuyển giao (transferred) tới tất cả các mạng viễn thông/truyền hình tại Việt Nam.

Trước hết hệ thống thử nghiệm triển khai trên mạng Cable và DSLAM IP. Trong tương lai,

toàn bộ hệ thống sẽ được triển khai trên tất cả các mạng IP băng rộng, và có thể kết nối tới

dịch vụ cung cấp mạng 3G.

Trong cùng một thời điểm, MKM sẽ nhận giấy phép để hoàn thiện việc xây dựng.

Trong pha đầu tiên, dự án sẽ thử nghiệm một hệ thống IPTV được chuẩn hóa cho toàn bộ

khu vực. Regional Head-ends sẽ được chuẩn hóa hoàn toàn để kết nối với National Head-

end.

Đề tài KC.01.14/06-10

13

1.1. Tổng hợp yêu cầu dự án

Toàn bộ dự án IPTV của MKM được chia thành 5 pha để thực hiện mục tiêu kinh

doanh. Mỗi pha là một PO, sự đầu tư dựa trên hiệu quả của dịch vụ. Trong 5 năm, hệ thống

sẽ có thể hỗ trợ 500K thuê bao cùng lúc.

Các yêu cầu chung như sau:

1.1.1 Khả năng của hệ thống

Dự báo ước lượng số thuê bao như sau:

Pha 1: 100.000

Pha 2: 120.000

Pha 3: 190.000

Pha 4: 310.000

Pha 5: 500.000

Trong đó, thuê bao từ mạng IP băng rộng chiếm khoảng 80%, từ mạng HFC

khoảng 20%. Tất cả các mảng này đều vận hành được cùng nhau tạo nên thành công của

toàn bộ dự án.

1.1.2 Vị trí hệ thống và các yêu cầu Video

Quản lý tập trung hóa cho toàn bộ dự án (National Node) đặt tại Hà Nội, hai hệ

thống Regional head-end đặt tại HCMC và Hà Nội.

Có một hệ thống nhận Video làm nguồn Video, chẳng hạn như vệ tinh, trạm TV

cục bộ hay Cable TV. Trong tương lai, hệ thống Video Head-end còn cần thiết để hỗ trợ

MTV.

1.1.3 Quy mô và các yêu cầu đối với dịch vụ Video IP cao cấp

Để cung cấp những trải nghiệm tốt hơn, vượt xa so với TV truyền thống, hệ thống

IPTV yêu cầu hỗ trợ định dạng MPEG-4 AVC (H264) cho cả dịch vụ Live TV và Video

On Demand, chẳng hạn như Time-shift TV (TSTV), TVoD (Start Over TV), nPVR. Yêu

cầu chất lượng SD và Full HD.

Yêu cầu quy mô:

Live Channels: 48 kênh Live TV trong pha 1

Dung lượng lưu trữ đối với VoD là 5500 giờ cho film SD và 500 giờ cho phim HD

(xấp xỉ 10%). Tổng cộng khoảng 6000 giờ.

8 kênh dịch vụ tương tác bao gồm Time Shift TV/ TVoD/nPVR

TSTV hỗ trợ dịch chuyển trong khoảng 2 giờ. TVoD hỗ trợ ghi trong 3 ngày.

Đề tài KC.01.14/06-10

14

1.1.4 1.1.4. Yêu cầu các dịch vụ giá trị gia tăng

Để cải thiện trải nghiệm cho người dùng và tăng lợi nhuận kinh doanh, yêu cầu hệ thống

còn cần hỗ trợ các dịch vụ giá trị gia tăng cần thiết.

News on Demand/Mail/Web TV (duyệt Web qua truyền hình).

Home Shopping/Advertising/VoIP (optional)

Bảo đảm có cấu trúc và quy trình mở để tích hợp với các dịch vụ của bên thứ 3

1.1.5 Điều khoản dịch vụ Quad-Play

Bảo đảm các dịch vụ Triple-play (Voice, Broadband và Video) luôn sẵn sàng đối

với mạng di động (Quad-play), hệ thống có thể hỗ trợ để nâng cấp và tích hợp với

IMS/NGN.

Các yêu cầu dự kiến cho pha 1:

Pha đầu tiên (Pha 1) bắt đầu triển khai mang tính chất thương mại với sự đầu tư từ

các nhà đầu tư để chọn lựa các khu vực trong mạng băng rộng IP và mạng HFC.

Đối với pha 1, các thủ tục yêu cầu như hình vẽ dưới. Việc nghiên cứu công nghệ, khảo sát,

cung cấp, đào tạo, ủy nhiệm và triển khai thương mại cần được hoàn thành trong 6-9 tháng.

Hình 1-2: Các thủ tục triển khai IPTV

Bắt đầu đầu tư hạ tầng cho IPTV toàn Việt Nam

Xây dựng năng lực hoạt động kinh doanh, năng lực công nghệ, nguồn nhân lực cho

kinh doanh dài hạn. Trong pha đầu tiên (Pha 1), National Head-end và hai hệ thống

regional head-end cung cấp trên mạng HFC và ADSL IP

Đầu tư để cung cấp các dịch vụ TV mới nhất trên toàn lãnh thổ

1.2. Triển khai

Công việc triển khai hệ thống IPTV do MKM thực hiện được thực hiện qua 5 giai

đoạn (phases) được mô tả vắn tắt ở hình vẽ dưới đây.

Đề tài KC.01.14/06-10

15

Hình 1-3: Các giai đoạn triển khai dự án

Phase\ Time Q1&2

2009

Q3&4

2009

Q1&2

2010

Q3&4

2010

Q1 &2

2011

Q3 &4

2011

Q1&2

2012

Q3&4

2012

Phase 1

(Infrastructure) 7/2009 12/2009

Phase 2 (VAS) 12/2009 12/2010

Phase 3 FMC 7/2010 5/2011

Phase 4 (SDP &

IMS) 1/2011 12/2011

Phase 5 (Mature) 6/2011 Evolution

Pha 1 (Xây dựng hạ tầng):

Đây là điểm khởi đầu của hệ thống Quad-play. Hạ tầng chung cần được sẵn sàng. Để thực

hiện mục tiêu này, MKM cần một số yêu cầu sau:

Hệ thống thanh toán:

Middleware IPTV

Hệ thống quản lý nội dung (CMS)

Video Head-end

Hệ thống chèn logo, quảng cáo và giám sát

Giải pháp CA/DRM

Giải pháp Media Delivery

Storage Date Center

Đề tài KC.01.14/06-10

16

Pha 2: Tăng cường các dịch vụ giá trị gia tăng

Pha này sẽ tập trung vào khả năng dịch vụ giá trị gia tăng. MKM có thể sử dụng hệ thống để phát triển nhiều hơn SP/CP để cung cấp nhiêu dịch vụ hơn để thu hút

nhiều thuê bao hơn.

Khả năng mở rộng hệ thống: Cần mở rộng toàn bộ hệ thống về phần cứng và phần

mềm… Hệ thống có thể hỗ trợ 120.000 thuê bao.

Tăng cường dịch vụ giá trị gia tăng: như là mua hàng tại nhà, truyền hình thương

mại, trò chơi truyền hình, Karaoke. Các API cần thiết cho hãng thứ 3.

Giảng dạy cho SP/CP: Ngoài ra, các hướng dẫn cần thiết cho SP/CP thứ 3 để cung

cấp dịch vụ mới, nhân viên hỗ trợ hệ thống nên giúp MKM để giảng dạy cho nhiều SP/CP

Nếu MKM hoặc các SP của MKM đăng ký hợp tác với một nhà điều hành viễn thông, Tech.Partners nên hỗ trợ MKM để kết nối hãng thứ 3 cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng tới nhà điều hành được lựa chọn và hệ thống IPTV của MKM.

Pha 3: Hội tụ cố định và di động

Tại thời điểm này, NGN (mạng cố định) và 3G (mạng di động) đã sẵn sàng. Điều

đó có nghĩa các dịch vụ Quad-play đã hoàn thiện cho người dùng thương mại. Trong pha

này sẽ phát triển VoIP, Video Phone, Video Conference (giữa mạng IP và mạng PSTN),

truyền hình di động và giải pháp streaming cho 3G.

1. Quy mô hệ thống IPTV cho toàn bộ mạng cố định :

Tích hợp với mạng PSTN, NGN. Cung cấp khả năng cho VoIP, Video Phone,

Video Conference giữa IPTV và mạng truyền thống. 2. Giới thiệu khả năng dịch vụ mới :

Kết nối mạng 3G tương tự như giải pháp truyền hình di động, streaming hay downloading

3. Đối mặt với FMC (Hội tụ mạng cố định và di động)

Tích hợp IPTV, giải pháp MTV để trở thànhnhà điều hành FMC thực sự. 4. Mở rộng hệ thống:

Hệ thống cần mở rộng lên 190.000 thuê bao

Pha 4: Hội tụ SDP và IMS

Tại pha này, chuẩn SDP và IMS đã hoàn tất. Vì thế, điểm mấu chốt của giai đoạn

này là quyết định làm sao tích hợp hệ thống đã tồn tại với SDP và IMS. Giai đoạn này là

vô cùng quan trọng cho cho sự phát triển trong tương lai do vậy cần rất nhiều thời gian.

Kết nối hệ thống FMC hiện tại với SDP: Thông qua việc xây dựng giải pháp SDP mới hoặc tích hợp với SDP từ nhà điều

hành khác, hệ thống FMC cho phép mở toàn bộ khả năng mạng để xây dựng một môi

trường dịch vụ thực sự. Vì thế, SP/CP hãng thứ 3 và những người sử dụng có thể sử dụng

tất cả cá dịch vụ để tăng trải nghiệm.

Tích hợp với giải pháp IMS Tại thời điểm này, tất cả các kiến trúc dịch vụ đã được hoàn tất. Vì thế, hệ thống đã xây

dựng nên giới thiệu lõi IMS hoặc tích hợp với lõi IMS từ nhà điều hành khác như VMS,

Đề tài KC.01.14/06-10

17

VNPT hay Viettel. Vì vậy MKM có thể tập trung phát triển dịch vụ, không cần tiêu tốn

thời gian với hệ thống IMS.

Khả năng mở rộng hệ thống cao: Bởi vì SDP và IMS, khả năng hệ thống cần phải được mở rộng lơn hơn, hệ thống có thể hỗ

trợ 310.000 thuê bao.

Pha 5: Tối ưu và tăng trưởng

Tại pha này, công việc quan trọng nhất là tối ưu toàn bộ hệ thống và khả năng

thương mại để kinh doanh thuận lợi hơn, nhiều thuê bao hơn. Vì thế, mở rộng hệ thống và

tối ưu sẽ tập trung nhiều kỹ thuật.

Tối ưu hệ thống :

Toàn bộ hệ thống hiện tại bao gồm IPTV cho mạng cố định, MTV cho mạng di

dộng, giải pháp SDP và kiến trúc IMS. Ngoài ra, số thuê bao lớn, vì vậy hệ thống nên được

tối ưu để đáp ứng các yêu cầu kinh doanh để tăng ARPU.

Mở rộng phạm vi: Với khả năng của toàn bộ hệ thống đã sẵn sàng, trong giai đoạn này, hệ thống dự

kiến sẽ thu hút một lượng lớn thuê bao, tổng số có thể lên tới 500.000.

Cả hai bên xác nhận trên các yêu cầu và sự hiểu biết. Tech.Partners đánh giá cao sự

tin tưởng từ MKM và nhà đầu tư và sẽ cố gắng hết mình dựa trên sự hiểu biết.

Tech.Partners sẽ cung cấp toàn bộ giải pháp hệ thống ( bao gồm cả phần cứng và phần

mềm) và hỗ trợ ký thuật một cách chính xác.

2. Thiết kế hệ thống IPTV cho pha 1

Trong toàn bộ 5 pha, pha 1 là quan trọng nhất vì nó xây dựng hạ tầng cho toàn bộ hệ

thống. Sau đây là một số thiết kế chung cho MKM

Các tham số về dung lượng hệ thống

Dung lượng hệ thống hỗ trợ 100K thuê bao, bao gồm 80K thuê bao ADSL

và 20K thuê bao HFC

10K luồng uni-cast truy nhập đồng thời (10%), chia sẻ tất cả các dịch vụ

VoD, TSTV, TVoD, nPVR, video theo yêu cầu

48 kênh sống, tài nguyên có thể được lấy từ vệ tinh, Cable, hay thậm trí là

DVD, Live TV headend đặt tại Hà Nội

Dung lượng lưu trữ nội dung cho VoD là 6000 giờ, trong đó 5500 giờ đối

với video SD H.264 và 500 giờ đối với HD H.264

Cung cấp 8 kênh TSTV (2 giờ), TVoD (3 ngày), các dịch vụ nPVR (6 giờ

trong 1 ngày, 15 ngày)

Dịch vụ hệ thống

Đề tài KC.01.14/06-10

18

Dịch vụ TV cơ bản: Live-TV, VoD

Các dịch vụ TV cao cấp: Time-Shifted TV, TVoD, nPVR, chèn quảng cáo

Dịch vụ giá trị gia tăng: Tin tức, Life Mmagazine, duyệt Web

Tùy biến và tích hợp hệ thống

Một số chú ý

Chi tiết sự phân bố các thuê bao

Hệ thống IPTV sẽ triển khai tại thành phố Hà Nội và Hồ Chí Minh, số lượng chi tiết các

thuê bao cho môi thành phố mô tả trong bảng sau:

Số thuê bao tại HCM 50000

Số thuê bao tại Hà Nội 50000

Đối với mỗi nút, số lượng thuê bao yêu cầu như sau:

Các thuê bao VDC HCM (ADSL) 40000

Các thuê bao VDC Hà Nội (ADSL) 40000

Các thuê bao VCTV Hà Nội (Cable) 10000

Các thuê bao HTVC HCM (Cable) 10000

Yêu cầu số thuê bao truy nhập đồng thời

Tỷ lệ đồng thời là 10% tổng số thuê bao. Bảng chi tiết luồng VOD đồng thời:

Tổng luồng VOD đồng thời 10000

Luồng VOD đồng thời VDC HCM 4000

Luồng VOD đồng thời VDC Hà Nội 1000



Yêu cầu dịch vụ IPTV

Tham số chi tiết dịch vụ:

Item

Các kênh Live-TV(SD) 48

Định dạng kênh Live-TV H.264 (tốc độ thấp nhất 1.5Mb/s)

Tỷ lệ VOD đồng thời tại nút trung tâm/biên 10%

Định dạng nội dung

VOD/TSTV/TVOD/NPVR

SD H.264 (tốc độ thấp nhất 1.5Mb/s)

Dung lượng VOD (giờ) HD H.264 (tốc độ thấp nhất 6Mb/s)

Các kênh Time-shift TV 6000 (500 dành cho HD)

Độ dài của Time-shift TV 8 kênh

Các kênh TVOD 2 giờ trên 1 kênh

Độ dài các kênh TVOD Các kênh giống với TSTV

Các kênh NPVR 3 ngày x 24 giờ

Độ dài của NPVR 15 ngày x 8 giờ trên 1 ngày hoặc 2 giờ trên

Đề tài KC.01.14/06-10

19

1 người dùng

Các thuê bao CA 80000 đối với ADSL

20000 đối với Cable

Số lượng nút trung tâm 1

Số lượng nút biên cho ADSL 2

Số lượng nút biên cho Cable 2

Head end, monitor, quảng cáo Trang web Hà Nội CUSTOMER

VOD đồng thời trong tổng số thuê bao 10%

Tỷ lệ luồng đồng thời HD:SD 10%:90%

2.1. Tóm tắt thiết kế hệ thống

Hệ thống IPTV được triển khai trên 2 thành phố của Việt Nam. Tuân theo mô hình

phân bố người dùng của mạng cable và mạng băng rộng. Hà Nội chiếm 50% tổng số người

dùng, thành phố Hồ Chí Minh chiếm 50%.

Đối tác công nghệ đề xuất mạng hai lớp. Băng thông mỗi nút giới hạn trong khoảng 10G

Nút trung tâm và 4 nút biên

Nút trung tâm sẽ triển khai tại Hà Nội. 4 nút sẽ được triển khai tại Hà Nội và

HCMC (2 cho ADSL, 2 cho Cable)

Nút trung tâm phục vụ dư thừa 10% tổng số người dùng unicast. Tổng 4 nút biên sẽ

hỗ trợ 90% người dùng VOD unicast

2.2. Thiết kế Headend

Headend chỉ sử dụng cho các thuê bao ADSL. Các thuê bao kênh Live TV cable sử

dụng đối tác thứ 3 cung cấp headend. Đối tác công nghệ không cung cấp headend cable

cho dự án. Headend cài đặt tại vị trí trung tâm CUSTOMER tại Hà Nội

2.2.1 Tổng quan thiết kế và các yêu cầu Headend từ CUSTOMER

Chi tiết yêu cầu từ CUSTOMER:

CUSTOMER cung cấp 48 kênh từ vệ tinh, kênh địa phương mạng Cable

Theo các yêu cầu của CUSTOMER, hệ thống Head-end chủ yếu gồm ba phân hệ: phân hệ

thu, phân hệ điều khiển và giám sát và phân hệ nén. Đối tác công nghệ sẽ cung cấp các

thiết bị cần thiết. Kiến trúc Head-end được biểu diễn trong hình dưới:

Đề tài KC.01.14/06-10

20

Hình 2-1: Kiến trúc hệ thống Head-end cho CUS TOMER

2.2.2 Phân hệ thu

Các kênh vệ tinh

Phân hệ thu của các kênh vệ tinh bao gồm các quả vệ tinh, nguồn cấp, LNB, các bộ chia

tích cực và IRD

Trước khi cung cấp danh sách kênh TV, ta thử nghiệm:

Một số anten thu các chương trình từ vệ tinh băng C và băng Ku với LNB và các bộ

chia tích cực

Bộ chia tích cực được sử dụng để chia một luồng từ vệ tinh thành một vài luồng

cấp cho IRD thực hiện quá trình mới. Ta sử dụng bộ chia tích cực trong trường hợp

suy giảm tín hiệu

Mỗi IRD đảm nhận một kênh. IRD có thể sử dụng để giải điều chế, giải xáo trộn và

giải mã hóa tín hiệu. Đầu ra của IRD là tín hiệu SDI

Các kênh địa phương cung cấp giao diện SDI hoặc kết nối với bộ chuyển SDI

Trước khi thiết lập các anten, cần thực hiện điều tra để phân tích nhiễu nền và vị trí thiết

lập các anten

Các kênh nội hạt

Phân hệ thu cho các kênh nội hạt cần cung cấp giao diện SDI đã được chuyển đổi

bởi CUSTOMER.

2.2.3 Phân hệ điều khiển và giám sát

Phân hệ điều khiển và giám sát rất quan trọng khi bắt đầu triển khai thương mại tỷ

lệ lớn. Dựa vào đó để đưa ra giải pháp thử nghiệm.

Đề tài KC.01.14/06-10

21

Phân hệ điều khiển và giám sát bao gồm các thiết bị màn hình đa giám sát, bàn điều

hành, ma trận SDI, server phục vụ quảng cáo với đầu ra SDI.

Khối các màn hình đa hình ảnh và bàn điều hành

Hệ thống giám sát đa hình ảnh chủ yếu được sử dụng cho các tín hiệu từ các IRD, hệ

thống đăng quảng cáo và các bộ mã hóa. Các bộ điều khiển đa hiển thị làm vận hành với

các màn hình giám sát lớn để hiển thị tín hiệu giám sát. Chúng còn có thể được điều khiển

theo phương thức đồng nhất thông qua một máy tính có cài đặt phần mềm điều khiển bộ

điều khiển đa hiển thị.

Hình vẽ sau mô tả hệ thống giám sát đa hình ảnh

Hình 2-2: Hệ thống giám sát đa hình ảnh

Khối hệ thống đăng quảng cáo

Hình 2-3: Hệ thống đăng quảng cáo

Đề tài KC.01.14/06-10

22

Các tín hiệu bên ngoài và các tín hiệu được chèn vào (các tín hiệu từ các ổ đĩa

cứng) được gửi tới chuyển mạch cùng một thời điểm. Trạm điều khiển chèn chọn các

nguồn tín hiệu để quảng bá theo danh dách phát đã được chỉnh sửa. Trong suốt thời gian

chuyển tiếp của tín hiệu ngoài, nếu các tín hiêu này chứa quảng cáo hoặc các nội dung

không lành mạnh, bạn có thể khởi động video server để quảng bá các quảng cáo hay video

cổ động thay thế cho tín hiệu ngoài. Trong suốt quá trình đăng, các thuê bao vẫn tiếp tục

xem các nội dung mà không bị gián đoạn.

2.2.4 Phân hệ nén

Các hệ thống nén hỗ trợ sự cấu hình dư thừa cho mọi phần tử. Mọi bộ mã hóa SD

đều có 4 kênh cho bộ mã hóa MPEG-4 AVC. Hệ thống quản lý hỗ trợ tự động khôi phục

với bộ định tuyến SDI.

2.2.5 Thiết kế trung tâm Video Headend IPTV MekongMedia

Streaming server 1

Streaming server 2

Streaming server n

.

..

File storage

Ife1 Ifs1

Encoder

Live Camera

Satellite

Receiver

Encoder

Ife2

Ife3

Ifs2

VIDEO HEADEND

Load Balance Switch(Support Multicast)

Transport

Network

IfB

VoD

Hình 2-4: Trung tâm Video Headend

Đề tài KC.01.14/06-10

23

Trung tâm Video Headend là thành phần quan trọng nhất trong mô hình cung cấp dịch vụ

IPTV của công ty MKM, trung tâm Video Headend bao gồm các thành phần chính là:

- Các bộ mã hóa tín hiệu (Encoder): mã hóa tín hiệu thu được từ nhiều nguồn khác

nhau như: camera, đầu thu KTS, hay mã hóa các file dữ liệu Media trong thư viện

có sẵn thành những luồng tín hiệu media thích hợp chuyển lên hệ thống máy chủ

phát luồng (Streaming Server).

- Các máy chủ phát luồng (Streaming Server): làm nhiệm vụ phân phối nội dung số

Media dưới dạng những luồng tín hiệu được đóng gói trong các bản tin IP ( Internet

Protocol) khi nhận được yêu cầu (Request) sử dụng dịch vụ từ khách hàng đầu

cuối (End User).

- Bộ chuyển mạch cân bằng tải (Load Balance Switch): đứng vị trị trung gian giữa

trung tâm Video Headend và mạng truyền dẫn, đảm nhận nhiệm vụ phân phối hợp

lý yêu cầu của người dùng đầu cuối tới các máy chủ phân phối luồng tránh hiện

tượng quá tải khi phải đáp ứng quá nhiều yêu cầu của các máy chủ phân phối

luồng.

Trung tâm Video Headend đảm nhận vai trò cung cấp dịch vụ tương tác trên nền IP, cụ thể

ở đây là tiếp nhận và đáp ứng yêu cầu sử dụng dịch vụ nhận được từ đầu cuối. Những dịch

vụ cung cấp:

- Dịch vụ Video theo yêu cầu: VoD (Video on Demand).

- Dịch vụ truyền hình trực tuyến: Live TV.

2.3. Thiết kế nền tảng IPTV của đối tác công nghệ

Toàn bộ giải pháp IPTV bao gồm Headend, Middleware, IPTV BSS, IPTV CMS,

hệ thống quản lý IPTV, MDN, CAS sẽ được đặt tại nút trung tâm tại Hà Nội. EPG và HMS

được triển khai tại nút biên. Biểu đồ sau mô tả sự triển khai mạng phân tán.

Hình 2-5: Mạng phân tán

Đề tài KC.01.14/06-10

24

Thiết kế thiết bị thành phần chính trong pha 1 cho nút trung tâm tại Hà Nội được mô tả

ở hình vẽ dưới đây.

Hình 2-6: Hệ thống thiết bị cho nút trung tâm tại Hà Nội

Middleware

Middleware là thành phần chính của hệ thống IPTV. Đối tác công nghệ thông qua

ATAE và chuỗi lưu trữ hiệu năng cao để đảm bảo độ tin cậy và hiệu năng.

Phụ thuộc vào chế độ của người dùng trong pha 1, đối tác công nghệ thông qua một khối

ATAE (4 bảng ATAE) đóng vai trò middleware server và khối S2300 đóng vai trò mảng

lưu trữ.

Hệ thống BMS thông qua một cặp PC server và 1 khối S2300 đóng vai trò mảng

lưu trữ cho dịch vụ Cable

EPG

Đối với EPG server, đối tác công nghệ sử dụng ATAE server. Đối tác công nghệ

EPG triển khai hỗ trợ cả mạng tập trung và mạng phân tán.

Tùy theo đối tượng người dùng của CUSTOMER trong pha 1 để triển khai mạng

EPG phân tán .

NTP/Upgrade Server

Đối với NTP/upgrade server, đối tác công nghệ sử dụng ATAE server. Server mở

rộng thực thi chiến lược mở rộng trên cơ sở vùng. Do đó nút trung tâm cần 2 server

NTP/upgrade (chỉ sử dụng cho STB IP ADSL).

Hệ thống MDN

Hệ thống MDN của đối tác công nghệ hỗ trợ tập trung hóa, mạng 2 và 3 lớp. Đối

với mạng tập trung, tất cả các thành phần của MDN được đặt tạ i cùng một vị trí. Đối với

Đề tài KC.01.14/06-10

25

mạng 2 lớp, hệ thống quản lý được triển khai tại trung tâm, bao gồm MM/DBU, UM và

RRS, HMS được triển khai tại các biên.

Bộ lưu trữ Media tập trung hóa

Tại nút trung tâm, đối tác công nghệ sử dụng bộ lưu trữ SAN với bộ lưu trữ S2300.

Đối với các dịch vụ VOD, TVOD, nPVR, dung lượng lưu trữ dự trữ khoảng 10%. Đối với

TSTV khoảng 140%.

Đối tác công nghệ còn đề xuất đối với chương trình VOD, 10 % nội dung là

chương trình HD, 90% là SD. Đối với TSTV, TVOD, nPVR đều là các chương trình SD.

IPTV BSS

Đối tác công nghệ sử dụng HP PC server và mảng lưu trữ để đảm bảo độ tin cậy và

hiệu năng. Tùy theo đối tượng người dùng trong pha 1, đối tác công nghệ chấp nhận 2 khối

nút kép PC server đóng vai trò BSS server.

IPTV CMS

Đối tác công nghệ chấp nhận ATAE và mảng lưu trữ hiệu suất cao để đảm bảo độ

tin cậy và hiệu năng. Tùy theo đối tượng người dùng trong pha 1, đối tác công nghệ sử

dụng 1 khối ATAE (2 bảng ATAE) đóng vai trò CMS server và bộ lưu trữ S2300 SAN.

Hệ thống CA Irdeto

Hệ thống quản lý nền tảng I2000

Giải pháp mạng nội bộ

2.3.1 Thiết kế thiết bị thành phần chính trong pha 1 tại nút biên cho ADSL

Hình 2-7: Thiết bị nút biên ADSL

EPG

Upgrade server

Hệ thống MDN

Bộ lưu trữ Media đệm

Đề tài KC.01.14/06-10

26


2.3.2 Thiết kế thiết bị thành phần tại nút trung tâm cho CABLE

Hình 2-8: Thiết bị nút trung tâm cho CABLE

EPG

Hệ thống MDN

Bộ lưu trữ Media đệm

IPQAM


3. Những yêu cầu mạng IPTV

Vấn đề cơ bản của toàn bộ hệ thống là trải nghiệm của khách hàng là tốt nhất và chi

phí mạng hiệu quả.

3.1. Những yêu cầu của mạng tải IPTV

Nếu chúng ta muốn cung cấp các dịch vụ IPTV đem đến những tải nghiệm khác so

với TV trên mạng Internet, thì yêu cầu sẽ cao hơn đối với QoS, độ tin vậy và bảo mật.

3.2. Các yêu cầu về băng thông

Các dịch vụ IPTV cần đảm bảo băng thông E2E từ nguồn media đến STB của

khách hàng, đối với chuẩn mã hóa H.264, băng thông yêu cầu khoảng 2Mbps (thấp nhất là

1.5Mbps), để làm giảm băng thông của mạng lõi, mạng media thường là hệ thống phân tán

sử dụng hệ thống CDN, hệ thống IPTV.

Để làm giảm thời gian trễ, các dịch vụ BTV thông thường được cung cấp bởi nút

trung tâm, do đó mạng mang phải hỗ trợ multicast. Trong mạng mang IP/MPLS phải hỗ trợ

giao thức PIM, MBGP, và MSDP.

Trong lớp tổng hợp, các thiết bị cần hỗ trợ giao thức PIM và IGMP.

Đề tài KC.01.14/06-10

27

Trong lớp truy nhập, các thiết bị cần hỗ trợ IGMP Snooping/Proxy, để quản lý các

dịch vụ BTV các thiết bị truy nhập cần có các chức năng điều khiển truy nhập để điều

khiển truy nhập của người dùng.

Mô hình lưu lượng của VoD là mô hình Client/Server, luôn được chia thành 2 hay

3 lớp, trong dự án này, chúng ta chia thành mô hình 3 lớp, lưu lượng VoD là mô hình tổng

hợp, ví dụ: số lượng khách hàng là n, một khách hàng sử dụng 1 dịch vụ VoD, mỗi mạng

có tỷ lệ hội tụ là r, băng thông cơ bản của dịch vụ VoD là b, băng thông đường lên của các

thiết bị lớp mang là B = r*n*b

Lưu lượng BTV có quan hệ mật thiết với mô hình sao lưu, nếu ta sử dụng mô hình

multicast, mỗi thiết bị sao lưu dựa trên cổng, do đó băng thông không có quan hệ tới số

lượng khách hàng, chỉ có liên hệ tới số lượng kênh, và băng thông của mỗi kênh. Do đó

nếu có m kênh, băng thông mỗi kênh là b thì băng thông của lớp multicast tổng hợp và lõi

là B = m*b

Trong mạng truy nhập, số lượng khách hàng nhỏ, không phải tất cả các kênh đều có

khách hàng, do đó băng thông nhỏ hơn băng thông của tất cả các kênh.

3.3. Các yêu cầu QoS

IPTV yêu cầu có yêu cầu cao hơn đối với QoS, bảng sau mô tả dữ liệu thử nghiệm

đối với các dịch vụ IPTV E2E:

Dịch vụ Trễ Jitter Gói bị mất Lỗi gói

BTV 500ms 500ms 1/1000 1/10000

VOD 100ms 50ms 1/100 1/10000

Bảng 3-1: Các yêu cầu QoS của dịch vụ IPTV

Mạng tải IPTV: các yêu cầu cơ bản của mạng lõi có hiệu quả cao và đảm bảo QoS, hỗ trợ

Multicast.

Các dịch vụ POP và biên IP: cung cấp cho khách hàng khả năng điều khiển truy nhập, các

dịch vụ riêng biệt và cung cấp các chính sách QoS cho các dịch vụ khác.

Mạng tổng hợp và giao vận: băng thông cao, tổng chi phí dịch vụ thấp.

Lớp truy nhập: gồm tất cả các phương thức truy nhập dư thừa trên IP, yêu cầu QoS cho các

dịch vụ khác, chức năng điều khiển truy nhập các dịch vụ IPTV của khách hang.

3.4. Độ tin cậy

Để đảm bảo trải nghiệm của khách hàng, độ tin cậy của mạng rất quan trọng, thời

gian khôi phục mặc định nhỏ hơn 1s.

3.5. Bảo mật

Bảo mật IPTV E2E gồm 4 phần: bảo mật dịch vụ, bảo mật nội dung, bảo mật thuê bao và

bảo mật mạng.

Đề tài KC.01.14/06-10

28

Bảo mật dịch vụ: đảm bảo nền tảng IPTV được bảo vệ.

Bảo mật nội dung: bảo vệ bản quyền nội dung.

Bảo mật thuê bao: thuê bao hợp pháp có quyền sử dụng dịch vụ IPTV, ngăn cản

truy nhập các dịch vụ IPTV bất hợp pháp.

Bảo mật mạng: tách biệt các dịch vụ, đảm bảo IPTV có mức ưu tiên cao.

3.6. Multicast

Đối với dịch vụ BTV, multicast rất quan trọng, trong mạng lõi giao thức PIM,

MBGP, MSDP rất quan trọng, trong mạng tổng hợp và mạng truy nhập, IGMP Snooping

và Proxy đều quan trọng.

Đề tài KC.01.14/06-10

29

4. Nền tảng truyền thông – hệ thống MDN

4.1. Tổng quan và kiến trúc MDN

Nền tảng Tech.Partners MDN được giới thiệu tới khách hàng để cho phép thực hiện các kỹ

thuật BTV, VoD,NVoD TVoD, Time-Shift TV và cá ứng dụng được mô tả ở đây.

Hệ thống MDN phân phối một số lượng lớn các luồng bit tốc độ cao theo chế độ unicast

rời rạc, khởi tạo và điều khiển bởi mỗi người sử đụng đầu cuối. Kỹ thuật này có khả năng

cung cấp ứng dụng video tiên tiến và các dịch vụ như VoD, NVoD, TVoD, NPVR và

Time-Shifted.

4.1.1 Kiến trúc MDN Tech.Partners

Hệ thống MDN Tech.Partners bao gồm 5 thành phần có tên OMC, UM, RSS, MM và

HMS. Một trong số OMC, UM, RRS thuộc về đơn vị nhà quản lý và HMS trở thành đơn

vụ dịch vụ.

Module Chức năng

OMC Nó giám sát và quản lý PCFS (hiệu năng, cấu hình, lỗi và bảo mật)

của tất cả các thiết bị trong MDN, tạo số liệu thống kê, theo dấu cá

bản tin truy cập của người dùng, và hoàn thành kiểm tra lỗi.

UM Nó có trách nhiệm thu thập dung lượng sử dụng để truy cập nội

dung của người dùng, nội dung phân phối trên CDN và cung cấp

giao diện thống kê. UM sẽ phục vụ như một đại lý cho các thông

tin dduwọc phép truy cập.

RRS Nó có trách nhiệm gửi đi nội dung truy cập của người dùng.

MM Nó quản lý nội dung bao gồm nội dung phân phối, xóa bỏ, chỉnh

Đề tài KC.01.14/06-10

30

sửa, làm mới. Phân phối nội dung, xóa và chỉnh sửa được hoàn

thành trong ICP thông qua lệnh quản lý trong giao diện quản lý

được cung cấp bởi Middleware và tự động hoàn thành làm mới bởi

MM dựa trên luồng truy cập. ngoài ra, nó sẽ cung cấp giao diện để

quản lý nội dung của MDN tới ICP bao gồm phân phối nội dung.

HMS HMU hành động như cụm máy chủ chạy giao thức RSTP có

nhiệm vụ phân tích cú pháp tệp tin, xác thực, nạp đại lỹ và đáp

ứng cho yêu cầu nội dung từ người dùng.

Đối với các dịch vụ VoD, HMU có trách nhiệm đọc định dạng

truyền thông và phân phát luồng tới STB.

Đối với dịch vụ Time-Shift TV, HMU ghi lại kênh Live-TV theo

một chiến lược. Khi người sử dụng đầu cuối yêu cầu kênh Time-

shift, HMU gửi nội dung đã ghi lại tới người dùng. HMU cung cấp

MPEG-4 và MPRG-4 AVC (H264)

4.1.2 Các tính năng của MDN Tech.Partners

4.1.2.1 Hỗ trợ nhiều định dạng

Bao gồm MPEG-4, H264 và các định dạng khác. Nhà điều hành có thể triển khai một nền

tảng trên nhiều thiết bị đầu cuối

4.1.2.2 Nền tảng phần cứng mức viễn thông

Hệ thống MDB sử dụng nền tảng phần cứng ATAE sản xuất bởi Tech.Partners. ATAE hỗ

trợ 2 switch mạng hình sao. Một switch đơn có thể hỗ trợ cổng 24 GE. Dung lượng của

switch là 48Gbps. Tất cả các bộ phận đều có dự phòng.

Đề tài KC.01.14/06-10

31

4.1.2.3 Triển khai mạng linh hoạt

Hệ thống MDN Tech.Partners hỗ trợ triển khai mạng linh hoạt như mạng trung

tâm, 2 lớp, 3 lớp và mạng tốc độ cao để hoàn thành các yêu cầu của nhà điều hành cho các

quy mô người dùng khác nhau.

Mạng 3 lớp hỗ trợ các ứng dụng quy mô lớn trong đó yêu cầu người dùng có thể

chuyển hướng cục bộ hoặc toàn cầu. Bộ phận chuyển hướng toàn cầu có nhiệm vụ chuyển

hướng yêu cầu người dùng tới vùng trung tâm. Vùng trung tâm chuyển hướng yêu cầu tới

HMS.

Khu vực MM phân phối và quản lý các tệp tin media trong vùng và cung cấp dữ

liệu chuyển hướng cho việc cân bằng tải toàn bộ. HMS cũng triển khai tại vùng trung tâm

để cung cấp các dịch vụ đầu cuối.

Triển khai phân tán tiết kiệm băng thông mạng lõi và đạt được độ tin cậy nhiều

hơn. Người dùng và các chính sách công nghệ tiên tiến cung cấp các trải nghiệm dịch vụ

tốt hơn.

Hệ thống MDN Tech.Partners hỗ trợ mở rộng mạng dễ dàng.

4.1.2.4 Chính sách phân phối nội dung thông minh

Với chức năng quản lý nội dung cung cấp bởi MDN, nội dung được phân phối một cách

hợp lý đến vùng biên.Các chính sách phân phối thông minh như:

Đề tài KC.01.14/06-10

32

Tỷ lệ thành công cao hơn

Nội dung hiển thị hợp lý

Sử dụng tài nguyên mạng hiệu quả.

Nội dung được phát bởi MDN tới các mút vùng trung tâm và vùng biên bằng cách đẩy

hoặc kéo. MDN Tech.Partners hỗ trợ các cách phân phối đẩy:

Phân phối thủ công

Tự động phân phối theo thời gian

Phân phối khu vực phụ thuộc

Phân phối thông minh MDN Tech.Partners cũng hỗ trợ phân phối kéo tiên tiến. Khi yêu cầu nội dung

người dùng và nội dung không tìm thấy trên máy chủ media vùng biên, máy chủ sẽ kéo nội

dung tới local host từ máy chủ media mức cao. Bằng cách này, khi có yêu cầu của người

dùng cho nội dung ở trên vào lần tiếp theo, người dùng có thể được phục vụ trực tiếp trên

máy chủ địa phương.

4.1.2.5 Cân bằng tải toàn bộ và cục bộ

MDN có các tính năng cân bằng tải toàn bộ và cân bằng tải cục bộ vì thế toàn bộ hệ

thống MDN hoạt động với hiệu năng cao nhất.

Cân bằng tải toàn bộ:

RRS của ES và hệ thống MDN gửi các tin nhắn tới những bộ phận khác để phát

hiện trạng thái sức khỏe, tải và cập nhật nội dung. RSS gửi một vài yêu cầu người dùng tới

một ES tối ưu theo chính sách lập sẵn nội bộ, vị trí người dùng, tình trạng sức khỏe ES, tải,

nội dung tồn tại/không tồn tại và khoảng cách từ người dùng. Sau đó ES cung cấp dịch vụ

cho người dùng. Khi một ES lỗi, RRS có thể chuyển hướng người dùng mới tới một ES

khác để đảm bảo một hệ thống mạnh mẽ.

Cân bằng tải cục bộ

Đề tài KC.01.14/06-10

33

HMS trong các nút định kỳ gửi tin nhắn tới RRS vì thế RRS có thể phát hiện tình

trạng sức khỏe, tải và cập nhật nội dung của HMS. RMS gửi yêu cầu người dùng tới một

HMS tối ưu theo chính sách lập sẵn cục bộ, vị trí người dùng, tình trạng sức khỏe HMS,

tải, nội dung tồn tại/không tồn tại và khoảng cách tới người dùng. Sau đó HMS cung cấp

dịch vụ cho người dùng. Khi một HMS lỗi, RRS có thể chuyển hướng người dùng mới tới

một ES khác để đảm bảo một hệ thống mạnh mẽ.

Cân bằng tải toàn bộ và cục bộ

4.1.2.6 Giản đồ lưu trữ linh hoạt

MDN Tech.Partners hỗ trợ xu thế chính của những giải pháp như DAS, NAS và

SAN, đáp ứng yêu cầu từ trung tâm, vùng trung tâm và các nút biên để lưu trữ các tệp tin.

Giản đồ chia sẻ lưu trữ

Trong giản đồ chia sẻ lưu trữ, tất cả các HMS trên một POP chia sẻ cùng không gian lưu

trữ. Giả sử rằng cso một tệp tin media tên A ở trên POP. Tất cả các HMS ở trên POP có thể

sử dụng tệp tin đó để cung cấp dịch vụ theo yêu cầu. Giản đồ chia sẻ lưu trữ sử dụng thiết

bị lưu trữ NAS.

Đề tài KC.01.14/06-10

34

Giản đồ lưu trữ riêng

Trong giản đồ lưu trữ riêng, mỗi HMS trên một POP tự có một vùng lưu trữ. Khi có

kết quả, cùng một tệp tin trên POP có thể được sao chép cho nhiều lần.

Trung tâm và vùng trung tâm HMS trên MDN lựa chọn giải pháp lưu trữ SAN,

điều đó có nghĩa mỗi HMS có một không gian lưu trữ riêng. Trên POP biên, mỗi HMS có

một vùng lưu trữ riêng. Ở hình 4.7, F800 là một thiết bị lưu trữ phát triển bởi

Tech.Partners. Trong giản đồ này, hiệu năng I/O cao được đảm bảo bởi tất cả các máy chủ

sử dụng thiết bị nhớ riêng.

4.1.3 Độ tin cậy hệ thống MDN

Độ tin cậy của hệ thống được đảm bảo bơi chính thiết kế của hệ thống, sức mạnh

giám sát, khả năng cảnh báo, cấu trúc phần cứng đặc biệt và switch có độ tin cậy cao.

Bản sao của các bộ phận chính

Cân bằng tải, Cluster hoặc chọn lựa chế độ hoạt động/chờ được sử dụng để ngăn

ngừa lỗi một điểm của các bộ phận chính, vì thế tăng độ tin cậy của chúng. Trong hệ thống

MDN các bộ phận chính bao gồm: RRS, UM.

Đề tài KC.01.14/06-10

35

Hệ thống RRS làm việc trong một loại chia sẻ tải để nâng cao độ tin cậy của nó.

Một ES có thể được cấu hình với chế độ UM hoạt động hay UM chờ để thực hiện chuyển

qua lại giữa chế độ hoạt động/chờ.

Độ tin cậy của ES Hệ thống phát hiện ES tải trong thời gian thực. Nó có thể gửi người dùng tới những

ES thích hợp theo diễn biến của CPU, luồng sử dụng, số người dùng, đĩa vào ra của các

ES. Ngoài ra, hệ thống có thể đảm bảo rằng không xảy ra tình trạng quá tải bằng cách thiết

lập ngưỡng.

Nếu một CS/ES lỗi, hệ thống có thể chuyển hướng truy cập tới CS/ES khác trong

cùng nhóm bằng kỹ thuật cân bằng tải.

Ngoài ra, mỗi một thiết bị được cài đặt với chương trình sử dụng giám sát tiến trình

dịch vụ truyền thông và hệ điều hành. Mỗi khi một tiến trình dịch vụ media hoặc hệ điều

hành gặp lỗi, chương trình giám sát sẽ tạo tiến trình dịch vụ media hoặc hệ điều hành khởi

động lại và khôi phục lại được về bình thường, vì thế giảm thời gian khôi phục lỗi.

Bảo mật lưu trữ

Các cơ sở dữ liệu và các đĩa cứng của các thiết bị chính làm việc trong chế độ

RAID 1 hoặc RAID 0+1 để đảm bảo bảo mật dữ liệu lưu trữ.

Các cơ sở dữ liệu và các bản ghi dữ liệu dịch vụ có thể được sao lưu tự động và bằng tay

để bảo vệ chúng.

Các đĩa cứng ngoài và trong của bộ nhớ truyền thông CS/ES có thể làm việc trong

chế độ RAID3 hoặc RAID5 để đảm bảo hiệu quả bảo mật dữ liệu và lưu trữ.

Giám sát và Cảnh báo

Duy trì và hoạt động trung tâm có thể giám sát mỗi thiết bị và các thiết bị hỗ trợ

quản lý thống qua Web và SNMP. Vì thế, nó thuận tiện cho hoạt động và nhân viên bảo trì

kiểm tra tình trạng thiết bị để khám phá và sửa lỗi kịp thời. Các thiết bị được thiết kế với

kỹ thuật phân lớp để báo cáo cảnh báo, tình trạng, đặc điểm thiết bị và các ngoại lệ. Kỹ

thuật này giúp hoạt động và nhan viên bảo trì tiến hành việc phân tích và cung cấp những

hiểu biết cơ bản để tắt cảnh báo. Các thiết bị có thể được khởi động lại và tắt từ xa và

những ứng dụng đặc biệtcủa các thiết bị đặc biệt cũng có thể khởi động từ xa. Các hoạt

động này thuận lợi cho bảo trì từ xa.

Giải pháp khả năng hoạt động và khả năng quản lý

Nó hỗ trợ quản lý mạng mức viễn thông và quản lý dịch vụ, cung cấp thống kê dịch

vụ có khả năng lớn. MDN có giao diện xác thực và cấp phép tới liên kết với hệ thống thứ

3, vì vậy giải pháp có thể hoàn tất.

5. Hệ thống Head-end

5.1. Tổng quan hệ thống Head-end

Hệ thống Head-end có trách nhiệm sản xuất chương trình trong hệ thống IPTV. Các chức

năng của hệ thống Head-end:

Thu chương trình

Đề tài KC.01.14/06-10

36

Phát broadcast các chương trình tự sản xuất của nhà vận hành, khai thác

Quản lý và phát hành media

Phân phối tất cả các chương trình sống

Giám sát tất cả các chương trình phát broadcast

Mã hóa chương trình Hệ thống Headend có tất cả các chức năng của một đài truyền hình để sản xuất, phát và

quản lý chương trình TV. Ngoài ra, hệ hống headend có những tính năng sau:

Kỹ thuật tiến tiến

Hiệu suất cao

Chạy ổn định và đáng tin cậy

Thông thường, hệ thống Headend bao gồm 3 phân hệ: thu nhận nội dung, giám sát và điều

khiển hệ thống, và phân hệ nén nội dung.

Hình 5-1: Kiến trúc Headend

5.2. Hệ thống thu nội dung

Hệ thống thu các chương trình. Bình thường, nguồn nội dunglấy từ 4 loại chính : vệ

tinh, sóng radio tương tự. Các thiết bị thu khác nhau được sử dụng để nhận tín hiệu của các

định dạng truyền khác nhau.

Định dạng tín hiệu Chế độ truyền Thiết bị thu

DVB-S Truyền qua vệ tinh Anten chảo

LNB

Bộ chia nguòn chủ động hoặc bị động

DVB-C Truyền qua cáp đồng trục DVB-C IRD

Đề tài KC.01.14/06-10

37

Tín hiệu ra của hệ thống thu là tín hiệu tương tự video và audio, tín hiệu SDI với

audio nhúng. Trong hệ thống IPTV, tín hiệu SDI được khuyến khích sử dụng.

Hình 5-2: Hệ thống thu nội dung

Vệ tinh:

Trong các hệ thống headend hiện nay, chương trình nhận từ vệ tinh là mã chương

trình nguồn chính. Hệ thống thu chung bao gồm nhiều anten chảo vệ tinh và nhiều DVB-S

IRDs.

Số lượng và kiểu băng (C-band hoặc Ku-band) của anten vệ tinh được quyết định

bởi danh sách kênh nhà điều hành cung cấp. Kích cỡ của anten vệ tinh được quyết định bởi

chương trình nhận và vĩ độ của địa điểm chương trình nhận. Đường kính của anten vệ tinh

lớn hơn hoặc bằng 3.7m thường được sử dụng để nhận chính xác các chương trình từ vệ

tinh trong những điều kiện thời tiết khác nhau và để cung cấp các tín hiệu mạnh. Khi một

anten cung cấp tín hiệu cho nhiều IRD tại cùng một thời điểm, hệ thống sử dụng bộ chia

nguồn chủ động để phân phát tín hiệu.

Nếu khoảng cách truyền giữa anten và IRD là quá dài, các phương pháp đặc biệt

cần phải được thực hiện để đảm bảo rằng tín hiệu gửi tới bộ chia nguồn hoặc IRD là đủ

mạnh.

Nếu khoảng cách truyền là từ 100-200m, sử dụng bộ khuếch đại L-band để khuếch đại tín hiệu RF L-band.

Nếu khoảng cách truyền lớn hơn 200m, khuếch đại L-band không đủ bù đắp cho sự suy giảm tín hiệu. Trong trường hợp này, sử dụng thiết bị truyền dẫn quang để

truyền tín hiệu.

Cân nhắc các yếu tố sau trước khi chọn một IRD:

Điều chế dạng của các tín hiệu nhận được. Thông thường là chuẩn DVB-S.

Mã hóa chế độ của kênh đã nhận.Các IRD của tất cả các nhà sản xuất hỗ trợ các

chế độ mã hóa chính. Tuy nhiên, chuẩn mã hóa của các nhà sản xuất riêng hỗ trợ bởi các IRD đặc biệt. Ví dụ, chuẩn mã hóa của PowerVu được hỗ trợ bởi duy nhất

Đề tài KC.01.14/06-10

38

IRD từ SA. Để nhận chương trình mã hóa bởi PowerVu bạn chỉ có thể sử dụng IRD

của SA. Tín hiệu ra của IRD có các loại sau:

Tín hiệu Audio và Video tương tự

Tín hiệu SDI và âm thanh nhúng Trong hệ thống Headend, thường sử dụng tín hiệu audio và video trên dải tần cơ bản.

Nó được khuyến khích để chọn tín hiệu SDI với âm thanh nhúng như các tín hiệu đầu ra

của IRD.

Trong một vài trường hợp, chương trình TV tương tự mạch mở phải được nhận. Công

nghệ của anten để nhận chương trình TV tương tự mạch mở và giải điều chế TV đã được

phát triển trong nhiều năm và rất kỹ càng. Hệ thống headend được dự kiến để xử lý tín hiệu

SDI. Vì thế, mã hóa PAL/NTSC và bộ chuyển đổi A/D audio chuyển audio tương tự và tín

hiệu video thành một tín hiệu số, sau đó kỹ thuật nhúng audio được sử dụng để nhúng tín

hiệu audio AES/EBU thành tín hiệu SDI. Đặc điểm nổi bật nhất của tín hiệu SDI là tín hiệu

audio và video được truyền thông qua cùng một cáp.

5.3. Giám sát và điều khiển hệ thống

Phân hệ giám sát và điều khiển hệ thống có nhiệm vụ giám sát các chương trình tự

sản xuất của nhà điều hành, quản lý và phát hành thông tin truyền thông, và giám sát tất cả

các chương trình broadcast.

Hình 5-3: Kiến trúc phân hệ giám sát và điều khiển hệ thống

Phần giám sát

Giám sát và điều khiển có một vai trò quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống

headend chạy ổn định và an toàn. Phần giám sát và điều khiển có thể giám sát ảnh, video,

tín hiệu video dạng sóng, nơi mà các luồng mã hóa thích hợp với các chuẩn.

Bằng cách này, giám sát và điều khiển có thể đảm bảo tín hiệu trong hệ thống

headend có thể luôn tuân theo các chuẩn chính của quốc gia và quốc tế bằng cách tìm kiếm

những ngoại lệ của tín hiệu hoặc của thành phần theo thời gian và thực hiện q uản lý các

Đề tài KC.01.14/06-10

39

ngoại lệ đó. Bên cạnh đó, bộ phận giám sát và điều khiển có thể thiết lập, chỉnh sửa và điều

khiển các thông số mà hệ thống headend yêu cầu. Bộ phận giám sát và điều khiển có thể

thực hiện các chức năng:

Điều khiển chuyển đổi ma trận

Thiết lập các thông số liên quan đến thời gian trễ play-out

Kiểm soát quảng cáo Với giám sàt và điều khiển, nhà điều hành có thể thực hiện giám sát nhiều màn hình.

Giám sát nhiều màn hình:

Tín hiệu audio và video được hiển thị và giám sát trong màn hình hiển thị đa hình ảnh tập

trung. Nhiều tín hiệu audio và video được gửi tới màn hình đa ảnh tại cùng một thời điểm.

Màn hình đa ảnh hiển thị nhiều tín hiệu video (thông thường là 2 tới 16 tín hiệu) tại cùng

một thời điểm. Biểu đồ thanh màu sắc của tất cả các ảnh trên màn hình chỉ ra độ khuếch

đại của tín hiệu audio. Màn hình đa ảnh thường là màn hình plasma 42 inch hoặc lớn hơn.

Hệ thống headend giám sát tín hiệu audio và video theo 2 điểm:

Nguồn tín hiệu ,vd: đầu ra của IRD

Đầu ra của bộ mã hóa Trong trường hợp, STB được yêu cầu để mã hóa luồng audio và video.

Bộ phận xử lý tín hiệu

Chức năng cơ bản của bộ xử lý tín hiệu là:

Đồng bộ các tín hiệu ngoài

Cung cấp tín hiệu đồng bộ tương quan

Đề tài KC.01.14/06-10

40

Với bộ xử lý tín hiệu, nhà điều hành có thể thực hiện đồng bộ khung, quảng cáo, thêm, thời

gian trễ play-out và test.

Đồng bộ khung:

Để cho phép chương trình trong hệ thống headend chuyển đổi qua lại dễ dàng, mỗi

tín hiệu chương trình ngoài được đồng bộ mạnh mẽ bởi bộ đồng bộ khung. Sau khi đồng

bộ, tất cả các tín hiệu chương trình hệ thống headend được đồng bộ với tín hiệu đồng bộ

tương quan. Đồng bộ tín hiệu tương quan được tạo ra bởi hệ thống đồng bộ tín hiệu chính

hoặc bản sao hệ thống đồng bộ tín hiệu nó bao gồm 2 bộ tạo tín hiệu đồng bộ. Tất cả các

thiết bị phát broadcast và phân hệ điều khiển hệ thống phải được đồng bộ theo thời gian

được cung cấp bởi hệ thống headend. Hệ thống headend cung cấp một đồng hồ chuẩn và

nhận tín hiệu đồng hồ ngoài để làm chuẩn đồng hồ của nó.

Chèn quảng cáo:

Hình 5-4: Giải pháp quảng cáo

Trong dịch vụ quảng cáo, máy chủ quảng cáo được sử dụng để cung cấp quảng cáo.

Nội dung video quảng cáo được đẩy lên máy chủ quảng cáo. Nhà phân phối video và audio

phân phối chương trình với quảng cáo được đặt rải rác vào 2 kênh tín hiệu. Một tín hiệu

được gửi tới bộ giám sát và một tín hiệu được gửi tới bộ đồng bộ khung để chuyển. Tín

hiệu đầu vào khác của bộ chuyển là tín hiệu SDI từ máy chủ quảng cáo. Tại thời điểm khi

một quảng cáo được đặt rời rạc, khởi động quảng cáo bằng cách sử dụng phím khởi động

(thông thường là phím Take) của phần mềm phát quảng cáo và điều khiển trên trạm điều

khiển của máy chủ video. Ngoài ra, nó còn điều khiển bộ chuyển để chuyển quảng cáo.

5.4. Hệ thống nén media

Bộ xử lý nội dung:

Đề tài KC.01.14/06-10

41

Bộ mã hóa nhận, giải mã, tái mã hóa, và truyền các chương trình trong tất cả các

IP. Việc xử lý tất cả các nội dung kỹ thuật số, loại bỏ sự cần thiết phải trung gian analog

truyền thống hoặc các giao diện video kỹ thuật số giữa các bộ giải mã và mã hóa, giảm chi

phí và độ phức tạp của hệ thống.

Bộ mã hóa SD hỗ trợ kênh mã hóa chuẩn để mã hóa IPTV.

Giải pháp vượt lỗi thông minh của hệ thống mã hóa nén:

Để cung cấp độ tin cậy mức cao cho hệ thông mã hóa con, hệ thống quản lý mã hóa

có thể được cấu hình để tạo một nhóm mã hóa dự phòng trong cấu hình M:N. Hệ thống mã

hóa dự phòng cung cấp tự giải pháp tự động và được tích hợp cho hệ thống dự phòng. Thời

gian khôi phục lỗi nhỏ hơn 2s.

Quản lý các yếu tố mã hóa sẽ phân phát drivers SNMP cơ bản để tiếp tục giám sát bộ mã

hóa. Driver cũng sẽ được cung cấp cho thiết bị chuyển video để thực hiện chuyển đổi dự

phòng.

1. Làm việc bình thường

2. Hoạt động mã hóa giảm

3. Quản lý thông báo và thông báo chuyển đổi và mã hóa SDI dự phòng đảm nhận

Đề tài KC.01.14/06-10

42

4. Thời gian vượt qua lỗi nhỏ hơn 2s

6. Hệ thống CA/DRM (Irdeto SoftClient)

Truy nhập có điều kiện (CA) là một yêu cầu của tất cả các hệ thống TV số để bảo

vệ nội dung. Việc này bảo vệ lợi nhuận của nhà cung cấp mạng cũng như nhà cung cấp nội

dung. Một cách cơ bản, tất cả các hệ thống truy nhập có điều kiện đều cần để cung cấp một

số chức năng sau:

Bảo vệ quyền xem

(điều khiển truy nhập)

Bảo vệ khỏi việc xem bất hợp pháp các nội dung

Bảo vệ các khách hàng đã thanh toán được xem các nội

dung

Điều này đặc biệt quan trọng trong mạng quảng bá do các

khách hàng chưa thanh toán cũng có thể nhận tín hiệu

video được phát quảng bá

Bảo vệ sao chép số Được sử dụng để bảo vệ các nội dung khỏi việc sao chép

trong định dạng số

Các nội dung được gửi đi theo định dạng số. Thông

Đề tài KC.01.14/06-10

43

thường việc mã hóa sẽ được áp dụng đối với các nội

dung, chẳng hạn như các nội dung không thể được thu

thập để tạo ra các bản copy số như DVD hay VCD. Hơn

nữa, nó còn bảo vệ các nội dung khỏi việc phát dưới định

dạng số tới mạng khác, chẳng hạn Internet

Trong hệ thống này, đối tác công nghệ chấp thuận hệ thống chuyên nghiệp CA thẻ

thông minh Irdeto

6.1. Tổng quan và kiến trúc lớp bảo vệ nội dung Irdeto

Irdeto Soft Client sử dụng tính chất hai chiều của một mạng IP để đảm bảo sự vận

hành an toàn của client trên IP STB, thông qua sự xác thực an toàn, bám trạng thái, khóa

nút mạng, hỏi và giám sát hành vi. Các modul Irdeto Soft Client trong giải pháp IPTV

Plsys cung cấp một hệ thống mã hóa đa cấp với độ an toàn cao mà không cần tới thẻ thông

minh. Irdeto Soft Client có cùng bản chất với các thẻ thông minh Irdeto chống lại vi phạm

bản quyền và gian lận thuê bao, ngoài ra nó còn có thêm lợi thế khác đó là việc bảo mật có

thể được cập nhật và client thay thế một phiên bản mới chỉ bằng việc download đơn giản.

Điều này giúp đáp ứng nhanh hơn đối với các vi phạm về bảo mật, đảm bảo thời gian triển

khai nhanh hơn, chi phí triển khai thấp hơn.

Việc triển khai mật mã đã được thiết kế bền vững đối với nghiên cứu đảo ngược và

sự tấn công vào các kênh. Các công nghệ được phát minh dùng che giấu các chữ cái được

sử dụng để mã hóa trong quá trình tạo mã. Irdeto sử dụng giải pháp mạnh mẽ nhất có thể

trên thị trường hiện nay để che giấu mã. Giải pháp Soft Client còn có thể thực hiện giám

sát mở rộng và đánh giá bởi kiểm toán của bên thứ ba hoặc các thành phần khác trong lĩnh

vực bảo mật công cộng.

Việc mã hóa được hỗ trợ đối với các nội dung cả trong thời gian thực và đã được lưu trữ:

Nội dung số được xáo trộn bởi bộ trộn Irdeto IP trong thời gian thực khi nó được

phát. Thuật toán AES được sử dụng trong thiết bị này.

Tiền mã hóa nội dung VOD được lưu trữ thực hiện bởi Irdeto PES, một bộ trộn off-

line. Nội dung đã được thay đổi kích thước trên mạng của nhà cung cấp được mã

hóa trước, do vậy nó đủ an toàn để được lưu trữ và phân phối trên mạng.

Biểu đồ sau biểu diễn kiến trúc hệ thống CA Soft Client Irdeto. Các thành phần màu xanh

dương thuộc về hệ thống CA Soft Client Irdeto.

Đề tài KC.01.14/06-10

44

Module Chức năng

Hệ thống điều khiển

Irdeto Plsys

Server Irdeto Plsys hoạt động như là hệ thống điều khiển và dự báo

của hệ thống headend Irdeto, giao tiếp với Middleware thông qua

giao diện XSFP hay SOAP để quản lý thuê bao và định sản phẩm.

Irdeto Plsys cung cấp và quản lý các chữ cái đã được mã hóa để

các bộ trộn trộn các nội dung trước khi phát lại.

Kiểm tra an toàn modul Soft Client – server dự báo SoftClient

Plsys kiểm tra và yêu cầu an toàn đối với tất cả các modul

SoftClient Irdeto trên mạng. Mọi modul SoftClient Irdeto đều phải

liên hệ với Plsys để nhận được thỏa thuận hợp lệ với SoftClient

Irdeto, chứa thông tin theo thời gian của modul SoftClient Irdeto.

Một modul SoftClient Irdeto trải qua kiểm tra độ an toàn mỗi lần

có liên hệ với hệ thống điều khiển, và các hợp đồng chỉ được phát

hành hay báo giá lại nếu hệ thống điều khiển có thể xác định được

modul SoftClient Irdeto là đúng và hợp lệ.

Bộ mã hóa Hệ thống điều khiển Plsys tạo ra ECM cho nội dung đặc biệt và tạo

EMM cho thuê bao hay nhóm thuê bao và bộ mã hóa mã hóa ECM

và EMM trước khi phát đi cho người dùng.

PES hay GigaCrypt tạo CW và gửi nó tới Plsys server và Plsys

server tạo ra ECM theo CW. ECM được mã hóa bởi bộ mã hóa và

gửi nó trở lại cho PES hay GigaCrypt bởi Plsys server.

Bộ nén nén EMM được tạo ra bởi Plsys server.

Server tiền mã hóa

(PES)

PES nén nội dung VOD trước khi nội dung này được sử dụng bởi

hệ thống VOD. PES tạo ra CW và nhận ECM từ Plsys server. PES

ghép ECM với nội dung và nội dung mã hóa với CW. PES sẽ thực

hiện dưới sự điều khiển của Middleware và Middleware sẽ liên hệ

với hệ thống VOD để nhận nội dung đã mã hóa từ PES. Một thiết

bị PES có thể hỗ trợ ba tiến trình nén đồng thời và một vàu thiết bị

Đề tài KC.01.14/06-10

45

PES có thể triển khai cấu hình tích cực/chế độ chờ, thiết bị thụ

động sẽ được kích hoạt khi thiết bị chủ bị hỏng.

PES còn có một bộ gom nội dung để lưu trữ nội dung từ nhà cung

cấp, truyền nó cho server tiền mã hóa, sau đó nó xóa nội dung đi

Bộ trộn IPTV Irdeto Các dịch vụ TV trả tiền số, được phát đi bởi vệ tinh hay quảng bá

mặt đất, sử dụng mã hóa để bản vệ một dịch vụ khỏi các thao tác

và việc xem không hợp pháp. Quá trình mã hóa xoay quanh việc

sử dụng một thủ tục toán học, hay thuật toán hoạt động trên dữ liệu

số được bảo vệ, liên kết với một đoạn thông tin bí mật được gọi là

“từ điều khiển”. Việc tạo ra dữ liệu được mã hóa vô nghĩa với bất

kỳ người nào ngoại trừ người có từ điều khiển giải mã để khôi

phục đúng dữ liệu. Các thẻ thông minh có thể khôi phục từ điều

khiền theo phương thức an toàn, được gửi tới khách hàng trong

một ECM được mã hóa.

Bộ trộn IPTV Irdeto là một thành phần phần cứng được thiết kế để

nhận các luồng của dữ liệu IP sống, có thể trộn chúng lại với một

từ điều khiển và truyền chúng tới CPE.

Irdeto

Soft

Client

Bộ nạp an

toàn IP

Bộ nạp an toàn Irdeto version 4.0 và tất cả các bản phát hành đều

hỗ trợ chứa năng IPTV Irdeto

Bộ nạp an toàn IP là mã đầu tiên chạy sau khi STB IP khởi động

lại và có thể đáp ứng được quá trình tải xuống. Nó là kỹ thuật bảo

mật bảo vệ mã STB IP khỏi tấn công và đảm bảo chức năng của

nó.

Modul

Irdeto Soft

Client

Modul SoftClient Irdeto là modul phần mềm trên cơ sở client.

Modul SoftClient Irdeto có thể lưu trữ các quyền, các khóa và các

thông tin khác dưới dạng được mã hóa. Tất cả các hoạt động bảo

mật như ECM, EMM đều được thực hiện bên trong modul Soft

Client Irdeto. Modul SoftClient Irdeto đều sử dụng kỹ thuật làm

đen và mã hóa hộp trắng để che giấu hoạt động bên trong và dữ

liệu liên quan.

Modul SoftClient được đa dạng hóa theo thời gian và thuê bao, dựa

trên độ an toàn cao nhất:

Modul SoftClient được biến đổi qua thuê bao, mỗi giao

nhận của các modul SoftClient cá nhân tới một nhà cung

cấp chứa 10 biến thể. Mỗi biến thể đáp ứng cùng chức năng

nhưng thực hiện theo cách khác nhau.

Modul SoftClient được làm mới theo thời gian. Irdeto gửi

các biến thể mới của modul SoftClient để thay thế chúng

Đề tài KC.01.14/06-10

46

liên tục (thông thường mỗi 6 tháng). Sự làm mới các client

để đảm bảo mức độ bảo mật Irdeto bằng cách kích hoạt như

là một mục tiêu cho các hackers

6.2. Các giao diện của các thành phần Irdeto với hệ thống IPTV

Hệ thống Plsys Irdeto cung cấp một khối các giao diện chuẩn và mở để các thành phần của

IPTV tích hợp với nó một cách thuận tiện và dễ dàng. Đối tác công nghệ có giải pháp liên

hoàn để hỗ trợ cho CA truyền thống với Irdeto Plsys. Sự tích hợp Irdeto Plsys và các thành

phần của IPTV chủ yếu xoay quanh các loại giao diện:

Hệ thống Hệ thống Loại giao diện Lợi ích

Hệ thống điều

khiển Irdeto Plsys

Middleware XML trên HTTP

hay SOAP

Quản lý và phân quyền cho

thuê bao.

Middleware điều khiển hệ

thống CA để trộn TV sống

và chương trình VoD.


Irdeto


hay SOAP

Quản lý các luồng sống.

Middleware Bộ trộn IPTV HTTP Quản lý sở hữu và lưu trữ

các nội dung giao nhận.


Irdeto

Server VoD FTP Lưu trữ và phát lại.

Hệ thống Irdeto Thẻ thông minh API Hệ thống CA tương tác với

các modul khác của STB

như trình duyệt hay media

player.

6.3. Chức năng của hệ thống Irdeto

6.3.1 Các chiến lược an toàn cao

Xác thực người dùng

Xác thực giao dịch an toàn thực hiện được thông qua một thẻ thông minh. Sau khi

đăng ký với STB, headend Irdeto gửi dữ liệu “thách thức” tới thẻ thông minh/SoftClient.

Trả lời lại là một chữ ký an toàn và là duy nhất đối với thẻ thông minh hay Soft Client đó.

Cộng nghệ này hiệu quả hơn là điều khiển truy nhập thông qua nền tảng middleware.

Kỹ thuật này cung cấp sự xác thực tốt vì rất khó để tạo một bản sao của một thẻ thông

minh.

Phân quyền

Một trong số các chức năng chính của hệ thống Irdeto là quản lý hiệu quả và an

toàn các khóa mật mã, được người xem sử dụng để mở khóa nội dung được bảo vệ. Sự

Đề tài KC.01.14/06-10

47

quản lý chính của Irdeto dựa trên các một sự phân chia thứ cấp các khóa. Các khóa được

mang đi do đó được gọi là các bản tin phân quyền. Các bản tin điều khiển quyền (EMM-

Entitlement Management Messages) chứa các khóa mật mã mức cao thông thường có liên

quan tới các nguyên tắc làm việc và nhu cầu bảo vệ nội dung

Điều khiển truy nhập

Điều khiển truy nhập là một dịch vụ bảo vệ nội dung đòi hỏi khả năng của một thẻ

thông minh. Điều khiển truy nhập có thể được tăng lên bằng cách kích hoạt một mã PIN để

truy nhập nội dung được bảo vệ.

Các khóa

Công nghệ bảo mật Irdeto cung cấp một kỹ thuật hiệu quả để quản lý các khóa mật

mã cho cả nội dung quảng bá và giao nhận trên IP. Các hiệu quả vốn có đối với hệ thống

CA Irdeto cho phép băng thông yêu cầu thấp hơn, tiết kiệm chi phí cho nhà cung cấp nội

dung. Một lần giao nhận tới thiết bị của người dùng, các khóa này thường được lưu cục bộ

để có thể truy nhập nhanh hơn tới nội dung được bảo vệ. Cũng như các k hóa, chúng cần

được lưu trữ với độ an toàn cao nhất. Sự lưu trữ an toàn các khóa là một thuộc tính quan

trọng của thẻ thông minh Irdeto. Các sản phẩm này đều rất khó khăn để tấn công và lấy

được chúng.

Sử dụng các thuật toán

Các bộ trộn IP Irdeto sử dụng thuật toán mã hóa khối AES. Thuật toán này được

thử nghiệm rộng dãi trong các thí nghiệm công khai mở rộng. Các bộ trộn Irdeto sử dụng

khóa AES có độ dài 128 bit, trong chế độ CBC

Bảo mật thiết bị client

Hệ thống Irdeto đảm bảo thiết bị client luôn sử dụng chức năng CA mong muốn,

trong khi vẫn được bảo vệ khỏi sự chỉnh sửa hay tác động vào việc sử dụng các hành vi

không được điều khiển khác. Thẻ thông minh Irdeto là phần cứng hỗ trợ để gia tăng độ an

toàn cho thiết bị client.

Bảo vệ mức ứng dụng

Hệ thống CA/DRM IPTV Irdeto đảm bảo rằng:

– Tất cả các quyền đều được đăng ký.

– Tất cả mã cập nhật đều được đăng ký.

– Tất cả firmware tải về đều được đăng ký.

Bảo vệ nội dung lưu trữ

Nội dung được lưu trữ được giải mã hóa với một khóa duy nhất có liên quan tới

ECM. Điều này đảm bảo rằng nội dung được lưu trữ được bảo vệ khỏi bị phân phối tới

player khác (bằng cách đọc dữ liệu từ ổ cứng)

Chứng nhận

Đề tài KC.01.14/06-10

48

Các công nghệ bảo mật Irdeto đều được kiểm tra đều đặn không phụ thuộc vào các

giám định an toàn. Đây không phải là quá trình xử lý thông thường. Việc sử dụng thuật

toán AES Irdeto trong các bộ trộn IP đã chứng nhận cách này.

Cập nhật bảo mật và nạp an toàn

Firmware của STB có thể được thay thế bằng một phiên bản được tải về. Điều này

có thể được thực hiện bằng kỹ thuật bộ nạp an toàn Irdeto, sẽ thay thế một cách an toàn bộ

nhớ flash của STB bằng một phiên bản cập nhật. Số hiệu phiên bản và firmware đã được

đăng ký, đảm bảo firmware không hợp pháp rất khó để có thể được cài đặt. Chức năng tải

về an toàn còn tránh việc cài đặt các phiên bản cũ hơn của firmware.

6.3.2 Sự linh hoạt và khả năng mở rộng

o Irdeto cung cấp các giao diện API mở và linh hoạt để tích hợp với nền tảng

IPTV dễ dàng. Irdeto còn đảm nhiệm một số việc tích hợp giải pháp IPTV CA

của nó với các sản phẩm từ một số bên thứ ba bán Middleware, STB và VoD.

o Hỗ trợ sắp xếp dư thừa active-to-active hay active-to-standby.

o Hỗ trợ cả chuẩn MPEG-2 và H.264.

o Hỗ trợ cả chi phí hàng tháng hoặc phương thức nạp PPV.

o Đối với TV sống, không yêu cầu sự cho phép đảo ngược để thời gian sửa đổi

nhanh.

o Hệ thống có thể mở rộng hỗ trợ tới 1 triệu thuê bao.

Trộn thời gian thực tốc độ cao

Trộn tải trọng IP

Đối với 1 bộ trộn IP, thông lượng lên tới 450Mbps

Yêu cầu băng thông thấp

Chấp thuận thuật toán mã hóa đối xứng như 3DES, khóa ngắn

Chấp thuận công nghệ trật tự lưỡng cực, sự cho phép làm mới nhanh.

Yêu cầu băng thông thấp đối với giải pháp IPTVCA

6.3.3 Các chức năng tin cậy của hệ thống

Dự phòng ứng dụng

Bộ quản lý dự phòng giám sát liên tục các thành phần phần mềm. Một thành phần

hỏng hay không đáp ứng, bộ quản lý dự phòng sẽ dừng thành phần lỗi và thay nó bằng một

cái mới, đủ tin cậy để thay thế nó. Các giao dịch với cơ sở dữ liệu trong tiến trình trùng với

thời điểm lỗi được lưu lại an toàn và thông tin giám sát tương ứng được ghi lại.

Hỗ trợ dư thừa mã hóa

Đề tài KC.01.14/06-10

49

Irdeto Plsys phụ thuộc vào các dịch vụ mã hóa an toàn được cung cấp bởi các bộ

mã hóa Irdeto. Tất cả thông tin liên lạc từ headend tới thẻ thông minh phụ thuộc vào sự sẵn

sàng của ít nhất một bộ mã hóa. Bằng cách hỗ trợ cài đặt một bộ mã hóa Irdeto dư thừa,

Plsys có thể đảm bảo tính sẵn sàng cao của các dịch vụ mã hóa. Các bộ mã hóa được quản

lý như là một tài nguyên chung, các thiết bị có thể được thêm vào hay dời đi trong khi

Plsys đang chạy, việc nén tải được trải rộng trên tất cả các thiết bị chức năng, hệ thống dò

tự động và ngắt các thiết bị lỗi.

Hỗ trợ dự phòng cho bộ ghép kênh

Irdeto Plsys có công cụ hỗ trợ thiết bị ghép kênh trong cấu hình chế độ chờ nóng

(còn được biết đến như là dư thừa 1+1). Tất cả thông tin –EMMs, ECMs và SI được gửi tới

bộ ghép kênh sơ cấp, còn được gửi tới bộ ghép kênh thứ cấp.

Dự phòng hệ thống

Chức năng này của Plsys cho phép hệ thống CA (phần cứng và phần mềm) được

cài đặt cấu hình dự phòng. Mục đích của dự phòng hệ thống là để có một sự thay thế có thể

cho hệ thống CA, có thể lấy được từ hệ thống CA sơ cấp trong trường hợp một lỗi xảy ra ở

phần cứng hay phần mềm. Hệ thống CA thứ cấp tạm dừng trong trạng thái sẵn sàng chạy

tiếp, do đó khi hệ thống sơ cấp bị lỗi, hệ thống thứ cấp xuất hiện sau một khoảng thời gian

rất nhỏ.

6.3.4 Các chức năng dự phòng của hệ thống

Hỗ trợ các kịch bản lỗi :

Lỗi phần cứng server: lỗi của bất kì thành phần phần cứng nào không dự

phòng của server đều có thể làm cho server không ổn định và gây cho hệ

điều hành và các ứng dụng bị lỗi. Các ví dụ gồm: lỗi bộ xử lý, mainboard,

bộ điều khiển RAID, nguồn…

Lỗi phần cứng mạng: các lỗi nghiêm trọng có thể còn mở rộng sang bất kỳ

thiết bị mạng nào đại diện cho một “điểm đơn lỗi”. Tường lửa, các bộ định

tuyến, các chuyển mạch, cable mạng và bất cứ thành phần nào trong mạng

có thể bị ảnh hưởng bởi lỗi hay mất nguồn. Các giao diện định biểu, quản lý

thuê bao, các bộ mã hóa Irdeto và các thiết bị ghép kênh (EMM, ECM, SI)

có thể bị ảnh hưởng bởi một lỗi bất kỳ.

Lỗi hệ điều hành: sự không ổn định của hệ điều hành có thể bị gây ra bởi

một chỗ hỏng của hệ điều hành, một ứng dụng xấu, phần cứng/driver không

tương thích…Phụ thuộc vào bản chất của lỗi, hệ điều hành có thể khởi động

lại, trở nên không ổn định (lặp lại sự cố của các dịch vụ lõi), không có khả

năng đáp ứng hay dừng hoàn toàn (hiển thị “blue screen”).

Đề tài KC.01.14/06-10

50

Lỗi hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu-Irdeto Plsys phụ thuộc cao vào DBMS bên dưới.

Một lỗi ảnh hưởng tới DBMS hay dữ liệu lưu trữ có thể gây nên các lỗi nghiêm trọng của

các thành phần Plsys, và cuối cùng thậm chí làm sai hỏng dữ liệu của hệ thống CA.

Các lỗi hệ thống gây ra từ một hay nhiều kịch bản trên các thể tự động được tìm ra

bởi Plsys, kết quả là một chuyển mạch tự động luân phiên từ hệ thống sơ cấp sang hệ thống

tạm dừng. Thêm vào đó, nhà cung cấp có thể khởi tạo luân phiên thủ công.

Các server ứng dụng Plsys Irdeto sơ cấp và thứ cấp

Mỗi server ứng dụng đều cài đặt Irdeto Plsys, bao gồm một bộ điều khiển dư thừa

hệ thống. Hai bộ điều khiển dư thừa hệ thống cung cấp kỹ thuật để các server ứng dụng

Plsys xác định mối quan hệ (sơ cấp, thứ cấp) và trạng thái làm việc (kích hoạt, lỗi…).

Để đảm bảo sự tự ngắt thực thi trong thời gian ngắn nhất có thể, các ứng dụng

Irdeto Plsys trong hệ thống thứ cấp được khởi động trong trạng thái tạm dừng. Điều này

cho phép bản sao nhị phân của các thành phần được tải trước, và việc khởi tạo đã được

thực hiện. Khi xảy ra tự ngắt, các ứng dụng Plsys trên hệ thống sơ cấp được chuyển sang

trạng thái tạm dừng (nếu có thể), trong khi đó trên hệ thống thứ cấp, chúng được chuyển từ

trạng thái tạm dừng sang trạng thái làm việc.

Các bộ mã hóa Irdeto Plsys

Các bộ mã hóa Irdeto Plsys (nhỏ nhất là 2) được chia sẻ bởi cả thiết lập Plsys sơ

cấp và thứ cấp. Các bộ mã hóa không bị ảnh hưởng bởi các ngắt dư thừa xảy ra trên các

server ứng dụng hoặc các server cơ sở dữ liệu. Tất cả các hệ thống này đều duy trì kết nối

hiệu dụng với khối các bộ mã hóa. Mã hóa dư thừa được quản lý một cách riêng rẽ từ hệ

thống dư thừa.

Nhóm server cơ sở dữ liệu Irdeto Plsys

Dư thừa đối với cơ sở dữ liệu Irdeto Plsys đạt được qua nhóm server Window

2005. Mỗi nút trong nhóm chạy SQL Server 2005 Enterprise Edition™ trong cấu hình tích

cực/bị động. Đối với bên ngoài, nhóm thực thể được xem như một server đơn nhất (với địa

chỉ IP ảo)

Hệ quản lý dư thừa trong Plsys giám sát liên tục tất cả các thành phần phần mềm

nếu nó khởi động. Nếu một thành phần bị lỗi, hay không đáp ứng, hệ quản lý dư thừa sẽ

dừng thành phần lỗi lại đảm bảo một cái mới, đáng tin cậy được tạo ra để thay thế. Giao

dịch với cơ sở dữ liệu đang trong quá trình xử lý khi xảy ra lỗi sẽ được lưu lại, đồng thời

các thông tin giám sát tương ứng cũng sẽ được ghi lại.

Đề tài KC.01.14/06-10

51

7. STB

7.1. EC1308

7.1.1 Tổng quan

EC1308 là một Set-Top-Box hỗ trợ giải mã MPEG4 và H.264 SD. Nó còn hỗ trợ nâng cao

khả năng cho các dịch vụ IPTV gồm Multicast, VoD và truy nhập Internet.

EC1308 giúp các nhà cung cấp dịch vụ giao nhận các dịch vụ đa phương tiện tới người

dùng cuối, do đó làm tăng giá trị của nhà cung cấp mạng, giúp các nhà cung cấp tăng

doanh thu, làm giảm sự thay đổi của khách hàng. Nó còn cung cấp cho các thuê bao sự trải

nghiệm riêng và linh hoạt hơn.

7.1.2 Chức năng cơ bản

Điều khiển từ xa

Điều khiển từ xa lấy các khóa từ khối TV

Giao diện tiếng Anh và tiếng Trung (tiếng địa phương có thể tùy biến)

Thành phần PiP, PVR độc lập, mở Live TV, VoD, TSTV chỉ sử dụng một

phím

Giải mã H.264/AVC MPEG4 SD, định dạng giải mã nâng cao

Tối đa băng thông hiệu quả

Kiến trúc có thể mở rộng được, thiết

kế codec linh hoạt cung cấp tùy

chọn sử dụng MPEG4, H.264/AVC

đáp ứng được sự gia tăng của các

yêu cầu

Bảo vệ vốn đầu tư và mở rộng sản phẩm

Hỗ trợ bảo vệ nội dung

Việc bảo vệ nội dung không sử dụng thẻ thông minh và các giải pháp quản

lý quyền cho phép khách hàng chọn lựa mức độ an toàn thích hợp theo yêu

cầu của họ

Tương thích đầy đủ với các giao thức quốc tế mở

Sản phẩm tương thích đầy đủ với các giao thức quốc tế mở trong nhiều khía

cạnh, chẳng hạn như các chuẩn trình duyệt, các chuẩn ứng dụng và chuẩn

Internet

Đề tài KC.01.14/06-10

52

Tài liệu API hoàn thiện, dễ dàng tích hợp, hỗ trợ phát triển các ứng dụng

Công nghệ sản xuất phần mềm dựa trên các chuẩn mở như Linux hay

HTML

Giao diện người dùng thiết kế để có thể được mở rộng. Để tăng tính linh

hoạt trong việc tạo các ứng dụng tùy biến, có thể sử dụng ADK và SDK

Hỗ trợ các trình duyệt

Sản phẩm hỗ trợ việc chọn lựa nhúng các trình duyệt: HTML4.0, JavaScript

1.5, HTTP 1.1, CSS2.0, Java applet, Web Cookies

Định dạng ảnh: GIF, JPEG, BMP, PNG

Hỗ trợ đa ngôn ngữ

Quản lý từ xa và nâng cấp phần mềm online

Nâng cấp Codec tập trung hóa

Chế độ đầu ra Video và Audio

Video: kết hợp, , S-video, HDMI

Audio: audio tương tự không cân bằng, audio số S/PDIF

Plug&Play, cài đặt và thiết lập đơn giản

7.1.3 Chức năng nâng cao

Hỗ trợ giải mã IPEG bổ sung bằng phần cứng

Hỗ trợ bổ sung bytecode Java

Hỗ trợ đầu cuối Middleware

7.2. EC2108

7.2.1 Tổng quan

EC2108 là một Set-Top-Box dựa trên IP hỗ trợ giải mã MPEG2, H.264 HD/SD. Nó

còn hỗ trợ nâng cao khả năng cho các dịch vụ IPTV gồm Multicast, VoD và truy nhập

Internet.

EC1308 giúp các nhà cung cấp dịch vụ giao nhận các dịch vụ đa phương tiện tới

người dùng cuối, do đó làm tăng giá trị MTS mạng, giúp MTS tăng doanh thu, làm giảm

sự thay đổi của khách hàng. Nó còn cung cấp cho các thuê bao sự trải nghiệm riêng và linh

hoạt hơn.

7.2.2 Các chức năng chính

Giải mã MPEG2 H.264/AVC

Đề tài KC.01.14/06-10

53

Tối đa hiệu năng của băng thông

Nâng cấp codec tập trung

Kiến trúc có thể mở rộng được, thiết kế codec linh hoạt cung cấp tùy chọn

sử dụng MPEG2, H.264/AVC đáp ứng được sự gia tăng của các yêu cầu


Nâng cao chất lượng video

Có thể tiến tới hiển thị độ

phân giải cao.

Chức năng PVR trên mạng

Các đầu ra Audio và Video linh

hoạt

Plug & Play, cài đặt và thiết lập

đơn giản

Quản lý từ xa và nâng cấp phần

mềm online

Tương thích đầy đủ với giao thức quốc tế mở

Tài liệu API hoàn thiện, dễ tích hợp, hỗ trợ phát triển các ứng dụng

Hỗ trợ dải rộng Video Server, Middleware và các giải pháp bảo vệ nội dung

Tối ưu hóa chi phí cho công nghệ và thiết kế, chi phí đào tạo thấp

7.3. EC2118

7.3.1 Tổng quan

EC2118 là một Set-Top-Box dựa trên IP hỗ trợ giải mã MPEG2, H.264 HD/SD. Nó

còn hỗ trợ nâng cao khả năng cho các dịch vụ IPTV gồm Multicast, VOD và truy nhập

Internet.


Giải mã MPEG2 H.264/AVC HD/SD



Ổ cứng 2.5inch, 160G với giao diện

SATA 2.5

Đề tài KC.01.14/06-10

54

Quản lý từ xa và nâng cấp phần mềm Online


7.4. H3100

7.4.1 Tổng quan

H3100 của đối tác công nghệ là một phần của mô hình kép set-top-box số nối dây.

STB này hỗ trợ chương trình truyền hình số có dây (tương thích với chuẩn DVB-

C/MPEG), và hỗ trợ MPEG2, H.264, có thể cung cấp BTV, NVoD, VoD, Time_shift TV,

TVoD…

Nhà cung cấp có thể cung cấp chương trình số có dây thông qua H3100 tới đầu

cuối người dùng, cũng như các dịch vụ đa phương tiện tương tác, do đó đẩy mạnh giá trị

của các ứng dụng có dây, tăng lợi nhuận kinh doanh cho nhà cung cấp, tránh thất thoát

người dùng, mang lại cho người dùng các dịch vụ multimedia cá nhân và linh hoạt hơn.

Hình 7-1: Set-top-box H3100

7.4.2 Chức năng chính

Xem các chương trình truyền hình số chuẩn

Hỗ trợ mô hình kép chức năng đồng nhất, ví dụ như VoD, TSTV, TVoD và nPVR

Theo chuẩn DVB-C/MPEG

Tích hợp trình duyệt iPanel2.0

Hỗ trợ hệ thống nhận có điều kiện của Irdeto CA

Hỗ trợ NVoD

EPG hoàn thiện

Chức năng tìm kiếm dạng NIT

Hỗ trợ chức năng khóa chương trình

Nhúng bộ nạp, hỗ trợ thực hiện thủ tục từ xa

Đầu ra là âm thanh ba chiều độ trung thực cao


Chức năng quản lý DHCP, kết nối IP tĩnh

Đề tài KC.01.14/06-10

55

Hỗ trợ DNS

Hỗ trợ tên miền vận hành trang chủ, server quảng cáo, NTP server…

Bộ hai mô hình STB cục bộ và cự ly xa

Hỗ trợ điều khiển từ xa từ vị trí

Hỗ trợ truyền đi mã hóa password người dùng

Hỗ trợ xác định chế độ truyền đi các chỉ dẫn và văn bản đã bị xáo trộn, tránh trường hợp số

tài khoản bị đánh cắp.

Đánh giá được điều kiện dịch vụ của người dùng

Kiểm tra tình trạng hiện tại dịch vụ của người dùng, như lựa chọn thời điểm hết hạn, dừng

sử dụng…

Chức năng duy trì

Nâng cấp cục bộ, nâng cấp cự ly xa

Thúc đẩy chống lại khôi phục, bảo vệ đặc biệt

Đặc điểm giao diện Mô hình STB có dây H3100 cung cấp một ổ cắm thẻ IC bên cạnh bảng điện ở mặt trước

(biểu diễn trong hình vẽ), bảng điện phía sau có thể hỗ trợ nhiều loại kết nối ngoại vi khác:

Hình 7-2: Bảng điện mặt sau H3100

Item Tên Số lượng Mô tả chức năng

1 Đầu vào tín hiệu 1 Kết nối cổng đầu vào tín hiệu CATV

2 Đầu ra tín hiệu 1 Có thể kết nối với cổng đầu vào anten

vô tuyến hoặc các bộ thu khác

3 USB2.0 2 Các chức năng mở rộng chẳng hạn

như các khối bên ngoài dịch chuyển ổ

cứng, U plate, card mạng wifi…

4 Video 1 Cổng ra của tín hiệu video phức

5 YPbPr 3 Tần số Video tương thích với giao

diện đầu ra thành phần

6 Audio(L/R) 2 Giao diện đầu ra Audio (L/R)

7 Optical 1 Giao diện đầu ra quang Audio số

Đề tài KC.01.14/06-10

56

8 RJ45 1 Giao diện RJ45 Ethernet

9 Cổng nối tiếp 1 Kết nối tới chương trình chẩn đoán,

sửa lỗi và nâng cấp

10 Đường nối nguồn 1 Nối với nguồn cấp xoay chiều 100-

240V, 50 hoặc 60Hz

8. Tích hợp

Việc tích hợp với BOSS/OSS của nhà cung cấp giúp cho các dịch vụ IPTV như

Broadcast, VoD và Pay-Per-View, cũng như các phương thức định giá linh hoạt được triển

khai một cách nhanh chóng và dễ dàng. Việc tích hợp nói chung được thể hiện trong các

chức năng sau:

Đồng bộ hóa sản phẩm tự động

Đồng bộ hóa thuê bao tự động

Xác thực

Giao dịch thanh toán tự động

Biểu đồ sau biểu diễn giao diện giữa BOSS/OSS của nhà cung cấp và nền tảng quản lý hợp

nhất của đối tác công nghệ IPTV

Trong hình vẽ trên, khối màu hồng biểu diễn các thành phần của BOSS hay OSS

được đưa ra bởi nhà cung cấp, các khối màu xanh biểu diễn các thành phần của đối tác

công nghệ IPTV

Bảng sau biểu diễn tóm tắt các chức năng của BOSS và nền tảng IPTV cùng các

loại giao diện

Chức năng Các hệ thống Loại giao diện Mô tả

Đồng bộ hóa sản phẩm BOSSIPTV SOAP Thêm sản phẩm

Đề tài KC.01.14/06-10

57

Chỉnh sửa

Xóa

Tạm dừng

Tiếp tục

Đồng bộ hóa thuê bao BOSSIPTV SOAP Thêm người dùng

Xóa người dùng

Chỉnh sửa thông tin

người dùng

Tạm dừng người dùng

Giao dịch thanh toán BOSSIPTV FTP Thanh toán quyết toán

của người dùng gửi tới

BOSS

Kiểm tra cân bằng BOSSIPTV SOAP Dịch vụ trả trước

Đồng bộ hóa cân bằng

tài chính người dùng

Hình 8-1: Các chức năng của BOSS

8.1. Chế độ định mức

Các file batch được sử dụng để thông báo cước phí phải trả. Sau đây là một vài mô

hình định giá được áp dụng cho giải pháp IPTV:

Thuê bao theo tháng

Tương tự như kênh thuê bao theo tháng. Bằng cách trả các chi phí theo tháng, người dùng

cuối có thể xem các chương trình VOD tại bất kỳ thời điểm nào trong tháng.

Pay per view

Đây là mô hình Pay As You Go. Bất kỳ khi nào bạn xem một chương trình, bạn

phải trả một khoản chi phí cho nó.

Thuê bao theo tháng được sử dụng cho thuê bao cho thuê. Ví dụ như, nếu một

người dùng đã thuê bao một sản phẩm, sau đó hệ thống quản lý trung gian (Middleware) sẽ

tạo ra dung lượng thuê cho người dùng đó theo tháng. Nhà cung cấp dịch vụ có thể tạo ra

dung lượng thuê bao ở ngày thuê đầu tiên (trả trước) hay ngày thuê cuối (trả sau). Hệ thống

thanh toán sẽ áp dụng chi phí thuê bao với hóa đơn dịch vụ của nhà cung cấp dịch vụ

Internet (ISP) dựa trên ngày hóa đơn của người dùng. Hệ thống thanh toán sẽ tính toán chi

phí theo hình thức tỷ lệ nếu có thể.

Đề tài KC.01.14/06-10

58

Pay per view được sử dụng cho các giao dịch tạm thời như PPV, VOD hay chơi

game, hoặc vé VOD. Middleware sẽ gửi chi phí sử dụng cho hệ thống thanh toán trong một

khoảng thời gian cho trước, chẳng hạn khoảng thời gian 15 phút.

8.2. Chế độ thanh toán

Dịch vụ IPTV hỗ trợ các hình thức thanh toán trả sau và trả trước:

Trả sau

Phương thức thanh toán sau cho phép người dùng cuối sử dụng dịch vụ IPTV và trả những

gì họ đã sử dụng sau ngày thanh toán

Trả trước

Các tài khoản trả trước hỗ trợ bởi dịch vụ IPTV. Bao gồm tất cả phạm vi của hệ thống

thanh toán trước gồm sự quản lý cân bằng, sự giảm đi hay tăng lên (tự động hay thủ công).

8.3. Chiến lược định giá linh hoạt

Nói chung, chương trình, dịch vụ và sản phẩm cấu thành từ các khối kiến trúc cơ

bản của dịch vụ IPTV. Đối với mỗi khối kiến trúc, có một dải đầy đủ các công cụ trong

Middleware phục vụ cho việc quản lý và xác định dịch vụ. Biểu đồ sau cung cấp cái nhìn

tổng quan cho các khối kiến trúc dịch vụ IPTV và các thành phần liên quan tới chúng.

Một hoặc nhiều chương trình đóng gói trong một dịch vụ, một hoặc nhiều dịch vụ

đóng gói trong một gói dịch vụ, một gói dịch vụ cùng với một chiến lược định giá

tạo nên một sản phẩm

Đề tài KC.01.14/06-10

59

Sự kết hợp linh hoạt trong số các chương trình, các dịch vụ, các gói dịch vụ và các

chiến lược định giá tạo ra các chuỗi sản phẩm hấp dẫn.

Đối tác công nghệ IPTV BSS hỗ trợ các sản phẩm một cách linh hoạt nhằm làm

phong phú thị trường

8.4. Đồng bộ hóa sản phẩm IPTV

Sự tích hợp giữa BOSS kế thừa và IPTV còn được sử dụng để hỗ trợ việc thiết lập,

kiểm tra và đóng gói các sản phẩm IPTV.

Đối tác công nghệ IPTV BSS có thể giải quyết được sự phức tạp trong việc xây

dựng sản phẩm. BOSS của nhà cung cấp không cần phải hiểu được mối quan hệ giữa các

sản phẩm, dịch vụ và chiến lược định giá, điều này đã có ở BOSS kế thừa, đơn giản để có

thể triển khai nhanh dịch vụ IPTV trên thị trường.

Việc thiết lập, chỉnh sửa và bỏ đi sản phẩm IPTV cần được thực hiện bởi BOSS

Legacy, sau đó được đồng bộ với nền tảng IPTV.

Biểu đồ sau mô tả luồng thực hiện việc đồng bộ hóa sản phẩm IPTV.

Biểu đồ đồng bộ hóa sản phầm IPTV

8.5. Đồng bộ hóa thuê bao

Sự tích hợp giữa BSS và IPTV chủ yểu được sử dụng để hỗ trợ cho việc thiết lập,

kiểm tra và đóng gói các thông tin cá nhân của người dùng IPTV. Đối tác công nghệ IPTV

BSS hỗ trợ cho việc duy trì các quan hệ khách hàng phức tạp, chẳng hạn như sự phân cấp,

sắp xếp để có thể tổ chức, xác định mối quan hệ giữa các khác hàng. Bằng cách kết hợp

với đối tác công nghệ quản lý đồng bộ IPTV, các nhà cung cấp có thể thiết kế các chiến

lược dịch vụ linh hoạt.

Đề tài KC.01.14/06-10

60

Biểu đồ sau biểu diễn một ví dụ quan hệ tài khoản thuê bao

Sự kết hợp giữa BSS kế thừa và IPTV thể hiện sự đồng bộ hóa thuê bao được biểu

diễn trong biểu đồ sau:

8.6. Giao dịch thanh toán

IPTV BSS hỗ trợ việc tổng hợp hóa đơn của các khách hàng và chuyển chúng tớ i

BOSS kế thừa. Nó còn có thể gửi đi CDR (call detail record) tới BOSS kế thừa để quyết

toán. Giao diện của giao dịch thanh toán sử dụng FTP.

Đề tài KC.01.14/06-10

61

8.7. Kiểm tra bản quyết toán

Giao diện kiểm tra bản quyết toán của thuê bao giữa IPTV và BOSS có thể giúp

cho nhà cung cấp dịch vụ điều chỉnh dịch vụ trả trước. Sau khi xác thực thuê bao, IPTV

BSS truy lại bản quyết toán của người dùng. Nếu thuê bao sử dụng sản phẩm online, IPTV

BSS sẽ trừ đi một lượng từ bản quyết toán của người dùng.

Giao diện kiểm tra bản quyết toán của thuê bao giữa IPTV và BOSS

Đề tài KC.01.14/06-10

62

9. Hệ thống quản lý IPTV

I2000, hệ thống quản lý nền tảng IPTV của đối tác công nghệ là sự dự phòng của

trung tâm điều khiển IPTV của IPTV Platform từ một điểm. Tất cả các sản phẩm bao gồm

Middleware, MDN, CAS, Headend được quản lý từ một điểm bởi hệ thống quản lý I2000.

Nó cho phép nhà cung cấp điều khiển từ xa, cấu hình, điều khiển, cảnh báo thời gian thực

và theo dõi hiệu năng của tất cả các sản phẩm mạng.

Các chức năng hệ thống quản lý IPTV I2000 hỗ trợ:

Cấu hình

Hiệu năng

Log

Cảnh báo

Bảo mật

9.1. Quản lý cấu hình

Chức năng quản lý cấu hình cho phép bạn thực hiện cấu hình:

Các thiết bị của hệ thống MDN và Middleware như MM, RRS, UM, ES, CS, DB, CMS,

EPG, Upgrade server, Middleware Management Server.

Domain name server (DNS) của RRS

Chính sách định biểu cục bộ của RRS

Chính sách định biểu toàn cục của RRS

Bộ thích ứng đa mạng của ESs

Tương quan Topology

Cấu hình tương quan topology chủ yếu tập trung vào việc thiết lập liên kết giữa MS và UM

Đề tài KC.01.14/06-10

63

9.2. Quản lý hiệu năng

Chức năng quản lý hiệu năng cho phép thực hiện các hoạt động sau:

Giám sát thu thập thống kê về các thiết bị trong MDN và hệ thống Middleware

trong thời gian thực

Thu thập và xử lý dữ liệu

Thống kê và biểu diễn theo dạng biểu đồ hoặc bảng

Do đó bạn có thể quan sát được trạng thái làm việc của thiết bị một cách rõ ràng.

Chức năng quản lý hiển thị cho phép phân tích mạng dựa trên việc thu thập dữ liệu của các

thiết bị. Thông qua chức năng này, bạn có thể tìm ra được các điểm bottleneck hay faults

của mạng, do đó có thể đưa ra các chính sách thích hợp để tối ưu hiệu năng mạng

9.3. Quản lý nhật ký

Nhật ký là nguồn chính để người dùng tập hợp thông tin hỏng hóc và là công cụ

chính để các kỹ sư bảo trì tìm ra điểm hỏng hóc

Các chức năng của quản lý nhật ký giúp bạn tìm kiếm, hủy và đưa ra nhật ký như sau:

Nhật ký thi hành dịch vụ của các thiết bị MDN và Middleware

Nhật ký quản lý thiết bị của các thiết bị MDN và Middleware

Nhật ký làm việc của các user I2000

9.4. Quản lý cảnh báo

Quản lý cảnh báo hướng tới quá trình quản lý và duy trì thông tin cảnh báo của hệ

thống.

Quản lý cảnh báo của I2000 cho phép bạn quản lý thông tin cảnh báo trong suốt quá trình

hoạt động của hệ thống MDN. Các chức năng quản lý cảnh báo:

Quản lý cảnh báo thời gian thực

Tìm kiếm lịch sử cảnh báo

Xác nhận và hủy cảnh báo

Duy trì thư viện thông tin cảnh báo

Cấu hình chính sách báo cáo cảnh báo

Tạo dữ liệu cảnh báo

Submenu Chức năng

Cảnh báo thời gian thực Quản lý các thông tin cảnh báo thời gian thực được tạo ra

trên các thiết bị MDN/MEM/CAS/IDR/Encoder, quan sát

và xác nhận các cảnh báo thời gian thực

Kiểm tra cảnh báo Quản lý thông tin về lịch sử cảnh báo được tạo ra trên các

thiết bị MDN/MEM/CAS/IDR/Encoder, quan sát, xác nhận

Đề tài KC.01.14/06-10

64

và hủy lịch sử các cảnh báo

Duy trì cảnh báo Quan sát các đề xuất cho việc khôi phục cảnh báo chung và

duy trì thư viện thông tin cảnh báo


Chính sách báo cáo cảnh báo Thiết lập cấp độ và ngưỡng cho báo cáo cảnh báo cũng như

loại bộ lọc của cảnh báo

Dịch chuyển báo hiệu Tạo ra dữ liệu cảnh báo trong cơ sở dữ liệu để lưu trữ thông

tin cảnh báo trong một thời gian dài

9.5. Quản lý bảo mật

Quản lý bảo mật trên OMC bao gồm một số chức năng phụ sau:

Quản lý người dùng

Quản lý nhóm người dùng

Quản lý hoạt động

Quản lý khối hoạt động


Quản lý người dùng Chức năng quản lý thông tin người dung cho phép quản lý

thông tin và các quyền của người dùng OMC. Trên cơ sở

các quyền của người dùng, người dúng có thể thực hiện

được một số hay tất cả các hoạt động sau:

Chỉnh sửa thông tin và password của người dùng hiện tại

Xem xét thông tin người dùng

Thêm người dùng mới

Hủy người dùng

Thêm vào đó, người dùng cao cấp có thể chỉnh sửa thông

tin của những người dùng khác

Bạn có thể gán sự cho phép đối với các người dùng.

Trong trường hợp này, sự cho phép một người dùng là sự

kết hợp giữa các quyền của nhóm người dùng chứa người

dùng đó và những quyền được gán trực tiếp cho người

dùng đó

Quản lý nhóm người dùng Nhóm người dùng là một tập hợp của các khối hoạt động.

Khi một hay nhiều nhóm người dùng được gán cho một

người dùng, người dùng có tất cả các quyền của nhóm

người dùng này

Quản lý hoạt động Hoạt động là một chuỗi các hành động biểu diễn một đối

Đề tài KC.01.14/06-10

65

tượng. Một hoạt động có thể bao gồm bốn sự cho phép,

thêm, xóa, xem và chỉnh sửa

Quản lý khối hoạt động Khối hoạt động là một khối của một hay nhiều hoạt động.

Một hay nhiều khối hoạt động có thể được gán cho một

nhóm người dùng. Do đó, nhóm người dùng có tất cả các

quyền của các khối hoạt động này.

Đề tài KC.01.14/06-10

66

10. Luồng vận hành dịch vụ IPTV

10.1. Luồng vận hành sản phẩm IPTV

10.2. Luồng vận hành dự phòng cho thuê bao

10.3. Luồng vận hành thanh toán, quyền hạn và xác thực người dùng

Đề tài KC.01.14/06-10

67

11. Các dịch vụ mới của đối tác công nghệ IPTV

11.1. Dịch vụ TVOD

Các media server ghi lại các chương trình của kênh sống và tạo ra file media. Các

thuê bao có thể yêu cầu các chương trình đã được phát trên kênh sống cách đó vài ngày

(nói chung, cách khoảng 7 ngày). Trải nghiệm này giống như xem nội dung VOD.

Hình 11-1: Dịch vụ VoD

11.2. Dịch vụ TSTV

TSTV còn được gọi là Pause Live TV (PLTV). Khi xem nội dung sống, các thuê

bao có thể pause, seek, rewind hay forward nội dung được phát cách đó một khoảng thời

gian nhất định (thông thường khoảng 45 phút đến cách đó 2 giờ).

Dịch vụ TSTV cung cấp một lựa chọn mới cho các thuê bao. Các thuê bao có thể

phát lại các chương trình mà họ muốn.

Đề tài KC.01.14/06-10

68

Biểu đồ sau biển diễn hoạt động của TSTV

11.3. Dịch vụ nPVR

PVR trên cơ sở mạng. Tương tự như PVR, nhưng nội dung được lưu trên phần tử

mạng thay thế CPE. Dịch vụ nPVR là một dịch vụ cá nhân cao cấp đối với các thuê bao.

Các thuê bao có thể đăng ký trước các chương trình bằng cách duyệt qua danh sách chương

trình trong tương lai. Ví dụ như, một người dùng xem qua danh sách chương trình của

ngày hôm sau, rất hứng thú với một trận bóng đá, vì vậy, anh ta đăng ký trước dịch vụ

nPVR, sau đó, khi trở về nhà vào tối ngày hôm sau, chương trình này đã được ghi lại và có

thể xem chương trình này trong vòng vào ngày tới.

Khi các chương trình đã được phát đi trên hệ thống IPTV, mỗi chương trình có thể

được lựa chọn để hỗ trợ dịch vụ nPVR hoặc không, và mỗi chương trình tương ứng với các

sản phẩm như sau:

Định biểu chương

trình

Danh sách chương trình Hỗ trợ nPVR

hay không

Sản phẩm

10:00~11:00 Morning News Yes “Happy nPVR”

11:10~12:00 Talk show No No

12:05~14:00 Cartoon Time Yes “Children nPVR”

14:20~16:00 World geography magagine Yes “Happy nPVR”

Khi các thuê bao xem thông qua các trang EPG, anh ta có thể chọn một chương trình hỗ trợ

dịch vụ nPVR để đăng ký sử dụng sản phẩm này.

Đề tài KC.01.14/06-10

69

Các thuê bao có thể xem chương trình đã được ghi qua các trang EPG.

Luồng vận hành được biểu diễn như sau:

Đề tài KC.01.14/06-10

70

11.4. Dịch vụ IPPV

Impulse pay per view (IPPV) cho phép người dùng cuối đăng ký các kênh chương

trình TV ngẫu nhiên dưới hình thức pay-per-view .

Người dùng cuối có thể chọn chương trình trên kênh TV thông qua EPG sau đó

xem chương trình đó. Chức năng này cho phép người dùng xem chương trình mà anh ta

quan tâm thay vì thuê toàn bộ các kênh.

11.5. Dịch vụ giá trị gia tăng

Các dịch vụ giá trị gia tăng trở thành điểm nóng của các nhà cung cấp nhằm thu lợi

nhuận cao hơn từ các dịch vụ IPTV. Sự cạnh tranh của ngành công nghiệp băng rộng bắt

đầu từ cuộc cạnh tranh đơn thuần về số lượng người dùng tới cạnh tranh về việc tăng dần

yêu cầu của người dùng đối với các nội dung thông qua việc phát triển ứng dụng băng rộng

một cách sáng tạo.

3rd-SP có khả năng đáp ứng cho hoạt động và vận hành của dịch vụ. Các nhà cung

cấp đưa ra nền tảng hoàn chỉnh và tin cậy cho SP lắp đặt, quản lý và vận hành dịch vụ.

Nền tảng của đối tác công nghệ linh hoạt và mở đối với nhà cung cấp để dễ dàng

tích hợp với 3rd SP triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng như: duyệt thông tin, duyệt web.

Biểu đồ mô tả tóm tắt luồng vận hành khi duyệt thông tin.

Biểu đồ mô tả tóm tắt luồng vận hành của VAS.

1) Carrier operator xác định cổng vào của VAS trong hệ thống CMS

2) CMS thông báo cổng vào cho giải pháp IPTV, do đó người dùng có thể thấy VAS

trên EPG

3) Carrier Operator đóng gói VAS vào trong một sản phẩm, vì vậy người dùng có thể

đăng ký VAS

Đề tài KC.01.14/06-10

71

4) Nhà cung cấp có thể phục vụ VAS cho người dùng cuối

5) BSS đồng bộ hóa thuê bao cho giải pháp IPTV

6) Người dùng cuối gửi đi một yêu cầu VAS cho giải pháp IPTV

7) Giải pháp IPTV cho phép yêu cầu

8) Sau quá trình xác thực thành công, giải pháp IPTV gửi lại yêu cầu cho hệ thống

VAS. Vận hành từ CPs có thể quản lý nội dung VAS..

11.5.1 Các dịch vụ giá trị gia tăng cơ bản trong pha 1

Tin tức theo yêu cầu (News on Demand)

Người dùng IPTV có thể duyệt qua các trang thông tin và hình ảnh trên TV được

phát đi bởi NEWS Group quốc tế hay địa phương, chẳng hạn như:

Thông báo các tin tức cập nhật

Các tin tức giải trí

Các tin tức tài chính

Các đối tác công nghệ cung cấp hệ thống dịch vụ này và tài liệu giao diện hệ thống

nhằm hỗ trợ việc tích hợp tùy biến (CUSTOM integrate) dịch vụ này. Việc tùy biến cần

tìm được đối tác SP cung cấp phần cứng, phần mềm và bản quyền dịch vụ.

Duyệt Web

Các thuê bao IPTV có thể sử dụng dịch vụ duyệt Web trên TV, nhà cung cấp đưa ra

nền tảng hoàn chỉnh và đáng tin cậy cho SP thiết lập, quản lý và điều hành dịch vụ.

Đối tác công nghệ cung cấp hệ thống phục vụ dịch vụ này, và tài liệu về giao diện hệ thống

nhằm hỗ trợ việc tích hợp tùy biến dịch vụ này. Việc tùy biến được đối tác SP cung cấp

phần cứng, phần mềm và bản quyền dịch vụ.

Đề tài KC.01.14/06-10

72

TV-mail

SP chịu trách nhiệm điều hành và vận hành dịch vụ. Nhà cung cấp đưa ra nền tảng

hoàn chỉnh và đáng tin cậy cho SP thiết lập, quản lý và điều hành dịch vụ.

Đối tác công nghệ cung cấp hệ thống phục vụ dịch vụ này, và tài liệu về giao diện

hệ thống nhằm hỗ trợ việc tích hợp tùy biến dịch vụ này. Việc tùy biến được đối tác SP

cung cấp phần cứng, phần mềm và bản quyền dịch vụ.

Người dùng có thể gửi và nhận email thông qua EPG

Hình 11-2: Dịch vụ Mailbox

11.5.2 Mở rộng dịch vụ giá trị gia tăng (VAS) trong pha 2-5

Life Affairs information (optional)

Người có thể tìm thấy thông tin dự báo thời tiết của địa phương,

Hình 11-3: Các dịch vụ mở rộng 1

Cuisine information (optional)

Người dùng có thể tìm xem chương trình dạy nấu ăn, quảng cáo.

Đề tài KC.01.14/06-10

73

Hình 11-4: Các dịch vụ mở rộng 2

Game tương tác (optional)

Games platform cung cấp các dịch vụ sau:

Cung cấp các trò chơi offline hay online

Thông qua IPTV platform để tham gia chơi

Quản lý game

Ủy quyền và xác thực game

Game EPG main page:

Hình 11-5: Giao diện game online

Đề tài KC.01.14/06-10

74

Danh sách các Game offline

Hình 11-6: Danh sách các game online

Tetris

Giới thiệu: Tetris là trò chơi offline truyền thống, ban đầu được tạo ra bởi Alex

Pajitnov, người Nga. Trò chơi này dường như rất đơn giản, tuy nhiên nó lại rất hấp dẫn.

Bạn cần thay đổi của các khối và đặt chúng vào đúng vị trí nhanh nhất có thể, như vậy bạn

sẽ được điểm và vượt qua level.

Hình 11-7: Dịch vụ game offline 1

Connection

Giới thiệu: Connection là trò chơi offline rất phổ biến. Luật chơi rất đơn giản, bạn chỉ cần

tìm hai item giống nhau và nối chúng lại bằng cách bấm các phím trực tiếp trên điều khiển

từ xa, nếu liên kết này nhỏ hơn hai điểm góc, và không có bất kỳ item nào giữa chúng, hai

item được chọn sẽ biến mất, khi tất cả các item biến mất, bạn đã vượt qua level hiện tại.

Đề tài KC.01.14/06-10

75


Move&Explode

Giới thiệu: có nhiều item, bạn phải di chuyển một trong số chúng để ba hay nhiều hơn các

item trên cùng một đường thẳng, các item này sẽ nổ và số điểm nhận được tương ứng với

số item biến mất.


Đề tài KC.01.14/06-10

76

Memory

Giới thiệu: “High-speed memory” là trò chơi để kiểm tra khả năng ghi nhớ của bạn, bạn

phải nhớ đúng vị trí của tất cả các item, có một cặp item giống nhau, khi một trong số

chúng hiện ra, bạn phải di chuyển tới đúng vị trí của cái khác, nếu đúng bạn sẽ được điểm,

ngược lại bạn sẽ không thể vượt qua được.


Bubbles

Giới thiệu: “Bubbles” là một trò chơi offline vui. Các bong bóng được tạo ra một cách tự

động từ phía trên, trong cùng một thời điểm, bạn có thể bắn một vài trong số chúng bằng

cách tạo ba hay nhiều hơn các bong bóng cùng màu trên cùng một đường, nếu còn ít nhất

một bong bóng cuối cùng ở bên dưới, bạn sẽ thua cuộc.


Đề tài KC.01.14/06-10

77

Danh sách Game online

Hình 11-12: Danh sách dịch vụ game online

Chess

Giới thiệu: Chess là trò chơi giải trí và cạnh tranh giữa hai người chơi. Trò chơi sử dụng

một bàn cờ 64 ô vuông được sắp xếp dạng lưới 8 x 8. Khi bắt đầu, mỗi người chơi ( một

người điều khiển quân trắng, một người điều khiển quân đen) điều khiển 16 quân cờ gồm:

một vua, một hậu, hai xe, hai mã, hai sĩ và 8 tốt. Mục tiêu của trò chơi là chiếu tướng vào

vua bằng cách nào đó để vua không có cách nào di chuyển sang vị trí mới

Hình 11-13: Dịch vụ game online 1

Checkers

Giới thiệu: Checkers, được biết tới như là Draughts ở Anh hay một số vùng khác, hay còn

được gọi là American checkers, straight checkers, hay simply checkers, có dạng một trò

chơi trên bảng vẽ, được chơi trên một bản 8x8 với 12 quân cờ mỗi phía, chỉ có thể bắt đầu

Đề tài KC.01.14/06-10

78

di chuyển và ăn theo đường chéo về phía trước. Chỉ khi nào một quân cờ là vua thì mới có

thể di chuyển về phía trước hoặc sau.


Chinese checkers

Chinese Checkers có thể chơi với hai tới 6 người chơi. Nó là một biến thể của Halma, mục

tiêu của trò chơi là thay thế một trong số các quân cờ tại góc đối diện với vị trí bắt đầu chỉ

bằng một lần di chuyển hoặc nhảy qua các quân cờ khác.

Bridge

Giới thiệu: Contract bridge, thông thường được gọi là Bridge. Có 4 người chơi được chia

thành 2 đội, ngồi ở vị trí đối diện nhau trên cùng một bàn.


ShowHand

Giới thiệu: ShowHand bản chất là trò chơi 5 thẻ trụ được chơi chủ yếu tại Trung Quốc và

Hồng Kông.

Đề tài KC.01.14/06-10

79


Black jack

Giới thiệu: Blackjack (còn được biết tới là Twenty-one, Vingt-et-un), hay Pontoon phổ

biến trong các casino trên thế giới.


12. Giải pháp bảo mật cho hệ thống

12.1. Tất cả hệ thống IPTV đều chấp nhận sự dự phòng

Tất cả các hệ thống IPTV con đều chấp nhận mô hình dự phòng nhằm đạt độ tin

cậy cao. Nó luôn được đảm bảo hoạt động 24h trong 7 ngày.

12.2. Tất cả các hệ thống IPTV được bảo vệ bởi tường lửa

Hệ thống IPTV được phân chia thành hai mảng: mảng dịch vụ và mảng báo hiệu.

Giao dịch báo hiệu phía sau tường lửa, bảo vệ cho các thiết bị lõi.

Đề tài KC.01.14/06-10

80

12.3. Tất cả các hệ thống IPTV đều được cài đặt phần mềm diệt virus

Toàn bộ hệ thống được cấu hình với phần mềm diệt virus Trend đảm bảo hiệu năng

của hệ thống.

12.4. Backup dữ liệu chính

Tất cả các dữ liệu khóa đều được sao lưu để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu

12.5. Bảo mật

Tất cả các hệ thống đều được bảo vệ bởi username và password. Tất cả các nhà

cung cấp đều thiết lập các vai trò để hạn chế truy nhập.

13. Kết luận

Báo cáo trình bày dự án triển khai hệ thống IPTV do MKM chủ trì cùng với các mô hình

và chi tiết các hệ thống có liên quan. Thông qua đó, chúng ta có được một hình ảnh đầy đủ

và rõ nét của một hệ thống IPTV điển hình với nhiều dịch vụ phong phú, hấp dẫn nhưng

cũng được quản lý và giám sát chặt chẽ bởi các cơ chế xác thực, bảo vệ nội dung và vận

hành khai thác an toàn, tin cậy.

Đề tài KC.01.14/06-10

81


[1] Tech. Partners, Technical Proposal For Customer V1.3, June 2009.

[2] Gerard O’Driscoll, Next generation IPTV service and Technologies , John Wiley

& Sons, INC., Publication.

[3] Open IPTV Forum, OITF-Functional architecture V 2.0, September 2009.

[4] IETF RFC 2475, An Architecture for Differentiated Services.

[5] IETF RFC 4301, Security Architecture for the Internet Protocol.

[6] Open IPTV Forum, Vol7- Authentication, Content Protection and Service

Protection V1.0, January 2009.

[7] 3GPP2 Technical Specification X.S0022, Broadcast and multicast service in

cdma2000 wireless IP network.

[8] Huawei Technologies Co., Ltd, Telecommunication standardization sectorstudy

group13- Contribution.

[9] ETSI, TS 102 539, Digital Video Broadcasting (DVB);Carriage of Broadband

Content Guide (BCG) Information over Internet Protocol (IP).

[10] ITU-T Y.1541, A basis for IP Network QoS Control and traffic Managerment



ĐỀ TÀI “Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tương tác trên nền

IP" - Open IPTV & Multiplay Infrastructure Reference Framework Mã số: KC.01.14/06-10


“THIẾT LẬP HẠ TẦNG KĨ THUẬT IPTV”



Ths. Phan Thế Hùng

KS. Nguyễn Hoàng Long

Hà nội 7/2010


“THIẾT LẬP HẠ TẦNG KĨ THUẬT IPTV”

ĐỀ TÀI

“Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tương tác trên nền

IP" - Open IPTV & Multiplay Infrastructure Reference Framework Mã số: KC.01.14/06-10

Version 1.5T



Đề tài KC.01.14/06-10

1

Mục lục Mục lục............................................................................................................................... 1

Danh mục các hình vẽ, đồ thị ........................................................................................... 6

1. Giới thiệu chung ...................................................................................................... 11

2. Giải pháp nền tảng End-to-end IPTV ................................................................... 13

2.1 Tổng quan giải pháp end-to-end IPTV ................................................................... 13

2.2 Các thành phần hệ thống ......................................................................................... 14

2.3 Giao diện bên trong hệ thống IPTV ........................................................................ 16

3. Nền tảng quản lý thống nhất IPTV ....................................................................... 18

3.1 Sức mạnh và khả năng thay đổi của IPTV Middleware ......................................... 18

3.1.1 Tổng quan và kiến trúc hệ thống Middleware ................................................. 18 3.1.2.1 Các tính năng EPG của ........................................................................ 20

3.1.2.2 3 loại EPG ........................................................................................... 20 3.1.2.3 Chương tình VOD................................................................................ 21 3.1.2.4 Tìm kiếm VOD .................................................................................... 21

3.1.2.5 Quản lý chương trình yêu thích ........................................................... 22 3.1.2.6 Kiểm tra hóa đơn(Bill Inquiry) ............................................................ 22

3.1.2.7 Consumption Record ........................................................................... 23 3.1.2.8 Parental Control Word ......................................................................... 23 3.1.2.9 Khóa danh sách các kênh và VOD ...................................................... 23

3.1.2.10 Thay đổi giao diện ............................................................................... 24 3.1.2.11 Đăng ký trực tuyến .............................................................................. 24

3.1.2.12 Đặt EPG khác nhau theo nhóm sử dụng .............................................. 25 3.1.2.13 Chức năng giúp đỡ............................................................................... 25

3.1.2 Tính năng của IPTV Middleware .................................................................... 25

3.1.2.1 Quản lý phân cấp – hai loại nhà diều hành .......................................... 25 3.1.2.2 Kiến trúc mở hỗ trợ đổi mới dịch vụ ................................................... 26

3.1.2.3 Tùy biến hoàn hảo EPG ....................................................................... 27 3.1.2.4 Kiến trúc J2EE cơ bản để làm việc linh hoạt trên nhiều nền tảng ....... 28 3.1.2.5 Triển khai phân phối mạng để tăng tính khả thi, tin cậy và khả năng mở

rộng 29 3.1.2.6 Chiến lược cân bằng tải các nút biên ................................................... 31

3.1.2.7 Thiết kế đáng tin cậy của Middleware ................................................. 31 3.1.2.8 Kỹ thuật đệm dữ liệu để tăng tốc độ truy cập ...................................... 32

3.2 Hệ thống quản lý nội dung CMS ............................................................................ 32

3.2.1 Kiến trúc và chức năng của CMS .................................................................... 32 3.2.2 Các tính năng CMS .......................................................................................... 33

3.1.2.1 Kiến trúc tiên tiến và nên tảng lớn....................................................... 33

3.1.2.2 Đảm bảo nội dung sẵn có..................................................................... 33

Đề tài KC.01.14/06-10

2

3.1.2.3 Thiết kế hoạt động bảo mật ................................................................. 34 3.3 IPTV BSS linh động ............................................................................................... 34

3.3.1 Tổng quan và kiến trúc của IPTV BSS ............................................................ 34

3.3.2 Tính năng hệ thống IPTV BSS ........................................................................ 36 3.1.2.1 Các giao diện mở để tích hợp dễ dàng với các môi trường khác nhau 36

3.1.2.2 Đánh giá đặc điểm của IPTV ............................................................... 37 3.1.2.3 Quản lý đối tác và quan hệ chia sẻ lợi nhuận phức tạp của họ ............ 37 3.1.2.4 Nền tảng có khả năng mở rộng có thể được triển khai trong một môi

trường phân tán để tăng khả nưng mở rộng và tính khả thi. ................................. 37 3.1.2.5 Hỗ trợ các hệ thống sẵn có ................................................................... 38

4. Nền tảng truyền thông – hệ thống MDN............................................................... 38

4.1 Tổng quan và kiến trúc MDN ................................................................................. 38

4.2 Các tính năng của MDN.......................................................................................... 40

4.2.1 Hỗ trợ nhiều định dạng .................................................................................... 40 4.2.2 Nền tảng phần cứng mức viễn thông ............................................................... 40

4.2.3 Triển khai mạng linh hoạt ................................................................................ 40 4.2.4 Chính sách phân phối nội dung thông minh .................................................... 41 4.2.5 Cân bằng tải toàn bộ và cục bộ ........................................................................ 42

4.2.6 Giản đồ lưu trữ linh hoạt .................................................................................. 43 4.2.7 Độ tin cậy hệ thống MDN ................................................................................ 44

5. Hệ thống Head-end ................................................................................................. 45

5.1 Tổng quan hệ thống Head-end ................................................................................ 45

5.2 Thiết kế trung tâm Video Headend IPTV MekongMedia ...................................... 46

5.3 Hệ thống thu nội dung............................................................................................. 47

5.4 Giám sát và điều khiển hệ thống con ...................................................................... 49

5.4.1 Phần giám sát ................................................................................................... 49 5.4.2 Bộ phận xử lý tín hiệu ...................................................................................... 50

5.5 Hệ thống nén media ................................................................................................ 51

5.5.1 Bộ xử lý nội dung............................................................................................. 51 5.5.2 Giải pháp vượt lỗi thông minh của hệ thống mã hóa nén ................................ 52

6. Hệ thống CA/DRM (Irdeto SoftClient) ................................................................. 54

6.1 Tổng quan và kiến trúc lớp bảo vệ nội dung Irdeto ................................................ 54

6.2 Các giao diện của các thành phần Irdeto với hệ thống IPTV ................................. 57

6.3 Chức năng của hệ thống Irdeto ............................................................................... 57

6.3.1 Các chiến lược an toàn cao .............................................................................. 57 6.3.2 Sự linh hoạt và khả năng mở rộng ................................................................... 59

6.3.3 Trộn thời gian thực tốc độ cao ......................................................................... 59 6.3.4 Yêu cầu băng thông thấp .................................................................................. 59

6.3.5 Các chức năng tin cậy của hệ thống................................................................. 59 6.3.6 Các chức năng khác của hệ thống .................................................................... 60

7. STB ........................................................................................................................... 61

Đề tài KC.01.14/06-10

3

7.1 EC1308.................................................................................................................... 61

7.1.1 Tổng quan ........................................................................................................ 61 7.1.2 Chức năng cơ bản............................................................................................. 62

7.1.3 Chức năng nâng cao ......................................................................................... 63 7.2 EC2108.................................................................................................................... 63

7.2.1 Tổng quan ........................................................................................................ 63

7.2.2 Các chức năng chính ........................................................................................ 63 7.3 EC2118.................................................................................................................... 64

7.3.1 Tổng quan ........................................................................................................ 64

7.3.2 Các chức năng chính ........................................................................................ 64 7.4 H3100...................................................................................................................... 65

7.4.1 Tổng quan ........................................................................................................ 65

7.4.2 Chức năng chính .............................................................................................. 65 7.4.3 Chức năng quản lý ........................................................................................... 65 7.4.4 Chức năng duy trì............................................................................................. 66

7.4.5 Đặc điểm giao diện .......................................................................................... 66

8. Tích hợp ................................................................................................................... 67

8.1 Chế độ định mức ..................................................................................................... 68

8.2 Chế độ thanh toán ................................................................................................... 69

8.3 Chiến lược định giá linh hoạt .................................................................................. 69

8.4 Đồng bộ hóa sản phẩm IPTV .................................................................................. 70

8.5 Đồng bộ hóa thuê bao ............................................................................................. 71

8.6 Giao dịch thanh toán ............................................................................................... 72

8.7 Kiểm tra bản quyết toán .......................................................................................... 73

9. Hệ thống quản lý IPTV........................................................................................... 73

9.1 Quản lý cấu hình ..................................................................................................... 74

9.2 Quản lý hiệu năng ................................................................................................... 74

9.3 Quản lý nhật ký ....................................................................................................... 74

9.4 Quản lý cảnh báo ..................................................................................................... 75

9.5 Quản lý bảo mật ...................................................................................................... 75

10. Luồng vận hành dịch vụ IPTV .......................................................................... 77

10.1 Luồng vận hành sản phẩm IPTV .......................................................................... 77

10.2 Luồng vận hành dự phòng cho thuê bao ............................................................... 78

10.3 Luồng vận hành thanh toán, quyền hạn và xác thực người dùng ........................ 78

11. Các dịch vụ mới của đối tác công nghệ IPTV .................................................. 79

11.1 Dịch vụ TVOD...................................................................................................... 79

11.2 Dịch vụ TSTV ....................................................................................................... 79

11.3 Dịch vụ nPVR ....................................................................................................... 80

Đề tài KC.01.14/06-10

4

11.4 Dịch vụ IPPV ........................................................................................................ 81

11.5 Dịch vụ giá trị gia tăng.......................................................................................... 82

11.5.1 Các dịch vụ giá trị gia tăng cơ bản trong pha 1 ............................................. 83

11.5.2 Mở rộng dịch vụ giá trị gia tăng (VAS) trong pha 2-5 .................................. 83

12. Giải pháp bảo mật cho hệ thống ........................................................................ 91

12.1 Tất cả hệ thống IPTV đều chấp nhận sự dư thừa .................................................. 91

12.2 Tất cả các hệ thống IPTV được bảo vệ bởi tường lửa .......................................... 91

12.3 Tất cả các hệ thống IPTV đều được cài đặt phần mềm diệt virus ........................ 91

12.4 Backup dữ liệu chính ............................................................................................ 91

12.5 Bảo mật ................................................................................................................. 91

13. Dự án IPTV.......................................................................................................... 92

13.1 Tổng quan dự án IPTV.......................................................................................... 92

13.2 Tổng hợp yêu cầu dự án ........................................................................................ 92

13.2.1 Khả năng của hệ thống................................................................................... 93 13.2.2 Vị trí hệ thống và các nguồn Video .............................................................. 93 13.2.3 Quy mô và các yêu cầu đối với dịch vụ Video IP cao cấp ............................ 93

13.2.4 Yêu cầu các dịch vụ giá trị gia tăng ............................................................... 93 13.2.5 Điều khoản dịch vụ Quad-Play ...................................................................... 94

13.3 Thỏa thuận và cam kết của đối tác công nghệ ...................................................... 94

14. Thiết kế hệ thống IPTV cho pha 1 ..................................................................... 95

14.1.1 Chi tiết sự phân bố các thuê bao .................................................................... 96 14.1.2 Yêu cầu số thuê bao truy nhập đồng thời....................................................... 96

14.1.3 Yêu cầu dịch vụ IPTV.................................................................................... 97 14.2 Tóm tắt thiết kế hệ thống ...................................................................................... 97

14.3 Thiết kế Headend .................................................................................................. 98

14.3.1 Tổng quan thiết kế và các yêu cầu Headend từ CUSTOMER ....................... 98

14.3.2 Phân hệ thu..................................................................................................... 98 14.3.3 Phân hệ nén .................................................................................................. 100

14.4 Thiết kế nền tảng IPTV của đối tác công nghệ ................................................... 100

14.4.1 Thiết kế thiết bị thành phần chính trong pha 1 cho nút trung tâm tại Hà Nội

................................................................................................................................. 101

15. Những yêu cầu mạng IPTV .............................................................................. 102

15.1 Các yêu cầu về băng thông ................................................................................. 103

15.2 Các yêu cầu QoS ................................................................................................. 103

15.3 Độ tin cậy ............................................................................................................ 104

15.4 Bảo mật ............................................................................................................... 104

15.5 Multicast.............................................................................................................. 104

15.6 Những yêu cầu đối với mạng tải ......................................................................... 104

Đề tài KC.01.14/06-10

5

16. Kết luận .............................................................................................................. 110

Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 111

Đề tài KC.01.14/06-10

6


Hình 2-1: Kiến trúc hệ thống end-to-end IPTV ................................................................ 13 Hình 2-2: Mô hình quan hệ các thành phần và giao diện trong hệ thống IPTV ............... 16

Hình 3-1: Kiến trúc của nền tảng quản lý hợp nhất IPTV ................................................ 18 Hình 3-2: Kiến trúc Middleware của Tech.Partners ......................................................... 19 Hình 3-3: Phân chia thẩm quyền nhà điều hành ............................................................... 26

Hình 3-4: các mẫu EPG .................................................................................................... 27 Hình 3-5: Các mẫu EPG cho các nhà điều hành khác nhau.............................................. 28

Hình 3-6: Kiến trúc phần mềm Tech.Partners Middleware ............................................. 29 Hình 3-7: Triển khai mạng phân phối ............................................................................... 30 Hình 3-8: Sao lưu máy chủ dự phòng trong một nút ........................................................ 30

Hình 3-9: Sao lưu hai cụm nút .......................................................................................... 31 Hình 3-10: Tổng quan chính sách cân bằng...................................................................... 31

Hình 3-11: Kiến trúc CMS ................................................................................................ 33 Hình 3-12: Kiến trúc của IPTV BSS ................................................................................. 35 Hình 4-1: Kiến trúc MDN Tech.Partners .......................................................................... 39

Hình 4-2: Mở rộng từ mạng 2 lớp tới mạng tốc độ cao .................................................... 41 Hình 4-3: Mở rộng từ mạng tốc đọ cao tới mạng 3 lớp .................................................... 41

Hình 4-4: Phân phối kép ................................................................................................... 42 Hình 4-5: Cân bằng tải toàn bộ và cục bộ ......................................................................... 43 Hình 4-6: Chia sẻ lưu trữ trên POP ................................................................................... 43

Hình 4-7: Lưu trữ riêng..................................................................................................... 44 Hình 5-1: Kiến trúc Headend ............................................................................................ 46

Hình 5-2: Trung tâm Video Headend ............................................................................... 46 Hình 5-3: Hệ thống thu nội dung ...................................................................................... 47 Hình 5-4: Kiến trúc giám sát và điều khiển hệ thống con ................................................ 49

Hình 5-5: Giải pháp giám sát màn hình đa ảnh ................................................................ 50 Hình 5-6: Giải pháp quảng cáo ......................................................................................... 51

Hình 6-1: Kiến trúc hệ thống CA Soft Client Irdeto ......................................................... 55 Hình 7-1: set-top-box H3100 ............................................................................................ 65 Hình 7-2: Bảng điện mặt sau H3100 ................................................................................. 66

Hình 8-1: Giao diện giữa BOSS/OSS của nhà cung cấp và IPTV.................................... 67 Hình 14-1: Kiến trúc hệ thống Head-end cho CUSTOMER ............................................ 98

Hình 15-1 Các yêu cầu QoS của dịch vụ IPTV .............................................................. 103

Đề tài KC.01.14/06-10

7

Thuật ngữ viết tắt

Thuật ngữ viết

tắt Từ đầy đủ Nghĩa tiếng Việt

AAC Advanced Audio Coding Mã âm thanh cao

ACS Application Control Service Dịch vụ điều khiển ứng dụng


Ant Antenna Ăng ten

API Application Program Interface Giao diện chương trình ứng dụng

ARPU Average Revenue Per User Thu nhập bình quân trên đầu người

ASI Asynchronous Serial Interface Giao diện Serial không đồng bộ


AVC Audio Visual Communication Cộng đồng âm thanh ảo

A/D Analogue and Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự/số

BSS Business Support System Hệ thống hỗ trợ thương mại


CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit cố định

CDN Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung

CIS Content Ingestion Service Dịch vụ tiêu thụ nội dung

CMS Content Management System Hệ thống quản lý nội dung


CSA Canadian Standards Association Hiệp hội tiêu chuẩn Canada

DAS Direct Attached Storage Lưu trữ trực tiếp

Demod Demodulator Bộ giải điều chế





Multiplexer

Bộ ghép kênh truy cập đường dây

thuê bao số


Đề tài KC.01.14/06-10

8




Terrestrial Quảng bá video số- Mặt đất

ECM Entitlement Control Message Bản tin điều khiển quyền hạn

ECS Encryption Control Signal Tín hiệu điều khiển mã hóa

EDS EPG distribute Server Server phân phối EPG

EMC Electromagnetic Compatibility Khả năng tương thích điện tử

EMI Electro Magnetic Interference Giao diện điện từ

EMM Entitlement Management Message Bảo tin quản lý quyền hạn

EPG Electronic Program Guide Hướng dẫn chương trình điện tử

FC Fiber Channel Kênh sợi cáp

FCC Federal Communications

Commission (USA) Ủy ban truyền thông liên bang (Mỹ)


GB Gigabyte Gigabyte

GE Gigabit Ethernet Mạng Ethernet Gigabit

GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu

HDLC High level Data Link Control Điều khiển liên kết dữ liệu mức cao

HMS TECH.PARTNERS Media Server Server truyền thông Tech partners

HTML Hypertext Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

HTTP Hyper Text Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản

ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khiển Internet


IDC Internet Data Center Trung tâm dữ liệu Internet

IEC International Electrotechnical

Commission Ủy ban điện lực quốc tế


Protocol Giao thức quản lý nhóm Internet


Đề tài KC.01.14/06-10

9


IRD Integrated Receiver/Descrambler Tích hợp bộ trộn/bộ thu

ISMA Internet Streaming Media Alliance Liên minh truyền tải truyền thông

internet



J2EE Java 2 Platform Enterprise Edition Nền Java2 phiên bản doanh nghiệp


MAM Media Assets Management Quản lý tài nguyên truyền thông

MDN Media Delivery Network Mạng phân phối truyền thông

MIB Management Information Base Quản lý thông tin cơ bản





NVOD Near Video on Demand Cận video theo yêu cầu

OMC Operation and Maintenance Center Trung tâm vận hành bảo dưỡng

OSS Operation Support System Trung tâm hỗ trợ vận hành


PES Packetized Elementary Stream Luồng sơ cấp đóng gói được


PLTV Pause live TV Dừng TV live

PLVOD Pause live VOD Dừng VOD live

PMS Product Management Service Dịch vụ quản lý sản phẩm



PS Program Stream Luồng chương trình



Service

Xác thực quay số từ xa trong dịch vụ

người dung

Đề tài KC.01.14/06-10

10


RFC Request for Comments Yêu cầu bình luận



RTP Real-time Transport Protocol Giao thức truyền dẫn thời gian thực

RTS Real-time Transfer Protocol Giao thức truyền tải thời gian thực

RTSP Real-Time Streaming Protocol Giao thức truyền thời gian thực

SCSI Small Computer System Interface Giao diện hệ thống máy nhỏ







Protocol Giao thức quản lý mạng đơn giản

SOAP Simple Object Access Protocol Giao thức truy cập đối tượng đơn

giản




TCP Transfer Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn




UM Usage Mediation Truyền thông thực dụng



VCDN Virtual Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung ảo


Đề tài KC.01.14/06-10

11

1. Giới thiệu chung

Báo cáo này trình bày đề xuất giải pháp hệ thống IPTV cho một nhà khai thác dịch vụ

viễn thông. Những tính năng nổi bật của giải pháp

Giải pháp End-to-end: Giải pháp IPTV cung cấp nền tảng giải trí số end-to-end

IPTV. Các khía cạnh của giải pháp bao gồm nền tảng hỗ trợ, vận hành hệ thống, thành tích dịch vụ, mạng vận chuyển và sự thể hiện ở máy khách(client rendition).

Nó đạt được 5 hoạt động trên, quản lý và bảo trì. Yêu cầu triển khai nhanh và mở rộng nhanh giải pháp IPTV.

Liên tục tích hợp và mở rộng: Mỗi một thành phần của IPTV được sản xuất bởi những nhà sản xuất hàng đầu khác nhau. Không có một chuẩn chung nên tích hợp các thành phần với nhau là khó khăn. Điều này hạn chế việc triển khai quy mô lớn

và hoạt động của hệ thống IPTV. Giải pháp này xây dựng kiến trúc hệ thống IPTV cơ bản dựa trên lõi của hệ thống MiddleWare. Hệ thống MiddleWare cung

cấp lõi cơ bản quản lý và điều khiển hệ thống IPTV. Nó cũng nối liền với các thành phần chức năng khác như hệ thống con VOD, hệ thống CA qua thiết bị nối ngoài. Thành phần được thêm mới không làm ảnh hưởng tới lõi của hệ thống

MiddleWare.

Dễ dàng mở rộng và mạng linh hoạt: Giải pháp IPTV cung cấp triển khai kết hợp

giữa node trung tâm và node cạnh được phân tán qua mạng. Điều này có lợi cho việc mở rộng số thuê bao. Khi số lượng thue bao thấp thì node trung tâm cung cấp

dịch vụ cho thuê bao.Khi số lượng thuê bao nhiều thì các node cạnh sẽ cung cấp dịch vụ cho thuê bao. Phiên bản giải pháp này chọn triển khai phân bố của hệ thống con VOD và máy chủ EPG. Cơ bản theo danh mục chính sách định trước,

hệ thống con cung cấp VOD trực tiếp cung cấp dịch vụ theo yêu cầu tới thuê bao. Điều này làm giảm yêu cầu băng thông của mạng trục. Máy chủ phân phối EPG

lưu trữ thông tin thuê bao để thực hiện điều khiển một vài thuê bao thêm vào để biểu diễn thông tin.

Giải pháp hoạt động linh hoạt: Giải pháp IPTV này cung cấp 3 kiểu giải pháp hoạt

động IPTV linh hoạt: Hỗ trợ các hoạt động đơn giản. Điều này có nghĩa có thể thực hiện quản lý

thuê bao, quản lý sản phầm và quản lý nội dung đơn giản mà không có BSS. Trong khi đó cũng có thể thực hiện một số dịch vụ tính cước đơn giản như

tính phí hàng tháng và giới hạn thời gian. Hỗ trợ kết nối tới các BSS hiện có của nhà hỗ trợ của nhà chăm sóc. Vì thế

BSS sẽ thực hiện quản lý backend và hệ thống con The Middleware thỏa

thuận với thuê bao điều khiển. Hệ thống con The Middleware cung cấp các giao diện chức năng thay đổi cho các BSS. Vì vậy cấp độ hoạt động của các

hệ thống IPTV bị giới hạn bởi các BSS hiện có của các carrier. Hỗ trợ khả năng tích hợp của Tech.Partners IPTV BSS. Tech.Partners IPTV

BSS mở rộng các chức năng như quản lý CP hoặc SP và phân tích số liệu

thêm vào BSS truyền thống, chẳng hạn như quản lý thuê bao, quản lý sản phẩm và quan lý tài chính. Dựa trên các API cung cấp bởi hệ thống

Đề tài KC.01.14/06-10

12

Middleware và sự mở rộng lớn các ứng dụng IPTV, Tech.Partners IPTV BSS làm việc với hệ thống Middleware để cung cấp khả năng hỗ trợ mạnh mẽ

trong những trường hợp hoạt động phức tạp.

Hiệu suất cao: Giải pháp này tích hợp hệ thống con VOD, hệ thống này với các

tính năng thông lượng cao và tỷ lệ truy nhập đồng thời. Trong khi đó, dưới sự điều khiển của hệ thống Middleware, giải pháp hỗ trợ nhiều dịch vụ mở rộng như

TVOD, TSTV và NVOD. Ngoài ra, việc triển khai phân phối máy chủ EPG làm giảm đáng kể thời gian đáp ứng yêu cầu của thuê bao.

Mang lại những trải nghiệm phong phú cho người dùng: Giải pháp tối ưu về nhiều

mặt như mã hóa, truyền tải, lưu trữ, điều khiển truy nhập và giải mã. Những trải nghiệm cho người dùng:

Giải pháp chọn ngành công nghiệp thiết bị mã hóa hàng đầu và tùy biến hệ thống VOD và STB. Điều này đảm bảo thích ứng tốt nhất cho các thành phần dịch vụ nội dung và nhận ra tiềm năng của các thiết bị mã hóa.

Giải pháp dự trữ băng thông và tối ưu hóa chính sách dự trữ. Điều này đảm bảo tài nguyên có thể đáp ứng yêu cầu của dịch vụ.

Giải pháp lựa chọn các chính sách điều khiển truy nhập. Điều này giúp giải pháp vẫn duy trì chất lượng dịch vụ audio và video, mặc dù số lượng thuê bao tăng lên.

Bảo mật nội dung: Giải pháp này đã đưa hệ thống CA thành sản phẩm công

nghiệp. Nó ngăn ngừa việc sử dụng và copy trái phép các nội dung số bằng cách mã hóa nội dung và cấp phép cho các CA client. Giải pháp cung cấp các chiến

lược khác nhau để bảo vệ nội dung trực tiếp và theo yêu cầu tương ứng. Đối với nội dung trực tiếp, giải pháp lựa chọn kết hợp mạng CA và xáo trộn thời gian thực. Theo một hướng khác, giải pháp bảo vệ nội dung bằng cách mã hóa thời

gian thực sử dụng hệ thống VOD. Ngoài giải pháp CA truyền thống, giải pháp cung cấp truyền dẫn mạng với chi phí có hiệu quả bảo vệ nội dung. Giải pháp chi

phí có hiệu quả bảo vệ nội dung được sử dụng chủ yếu ngăn ngừa copy nội dung. Hệ thống Middleware đảm bảo rằng chỉ có những thuê bao được phép mới có thể nhận luồng dữ liệu truyền thông qua việc kiểm soát hành vi thuê bao.

Độ tin cậy: Giải pháp IPTV này cung cấp giải pháp bảo mật hoàn chỉnh cái mà hỗ trợ khả năng triển khai linh hoạt và cung cấp hoàn toàn độ tin cậy. Phần dưới đây

diễn tả độ tin cậy và các tinh năng bảo mật hệ thống của giải pháp: Tại nút trung tâm, các thiết bị chủ chốt lựa chọn một loại hình triển khai của

hoạt động và chế độ chờ hoặc cân bằng tải. Vì thế khi có một thiết bị hỏng thì hệ thống vẫn chạy bình thường.

Trên một nút cạnh, triển khai tập trung và lập lịch lại khi xảy ra lỗi được kết

hợp để chắc chắn rằng dịch vụ cung cấp bình thường mặc dù một trong các server gặp lỗi.

Hệ thống STB có cung cấp khả năng chống lỗi. Điều này làm giảm tác động trải nghiệm của người dùng trong quá trình lỗi.

Bảo mật hệ thống: Đối với vấn đề bảo mật hệ thống, giải pháp lựa chọn truy nhập

và xác nhận dịch vụ để ngăn ngừa sự xâm nhập của các thuê bao không được phép. Giải pháp cũng sử dụng tường lửa, phần mềm diệt virus và tăng cường thêm

các máy chủ để chống lại các cuộc tấn công từ hacker. Tất cả các thành phần quản

Đề tài KC.01.14/06-10

13

lý IPTV như Middleware, quản lý MDN, hệ thống CA, BSS, OSS được đặt cạnh tường lửa để chống lại sự xâm phạm bất hợp pháp. Các máy chủ stream media

được đặt trước tường lửa để tăng trải nghiệm của người sử dụng.Việc quản lý báo hiệu được phân chia với dòng dịch vụ trong trường hợp tấn công bất hợp pháp.

2. Giải pháp nền tảng End-to-end IPTV

2.1 Tổng quan giải pháp end-to-end IPTV

Giải pháp IPTV này sẽ cung cấp các dịch vụ phát chương trình truyền hình ( chỉ đối với thuê bao ADSL), VOD, NVOD và Time-shift TV, TVOD, NVOD cho khách hàng. Các

dịch vụ bổ sung như game, PPV và các tính năng truyền hình nâng cao có thể dễ dàng thêm vào kể từ khi giải pháp lựa chọn chuẩn mở và các giao diện như HTML, HTTP,

MPEG, Java, … Dựa trên thăm dò nhu cầu khách hàng, chúng tôi đề xuất toàn bộ giải pháp end-to-end IPTV như trong hình:

Hình 2-1: Kiến trúc hệ thống end-to-end IPTV

Trong giải pháp này, chúng tôi tích hợp toàn bộ Middleware của Tech.Partners, Head-end, hệ thống MDN, hệ thống CA, mạng gia đình.

Theo nhu cầu của khách hàng, toàn bộ dung lượng của hệ thống IPTV được thiết kế để phục vụ cho 50,000 thuê bao. Trong giải pháp này, chúng tôi áp dụng triển khai mạng

phân tán để giảm tải cho mạng lõi và tăng trải nghiệm của khách hàng. Node trung tâm sẽ đặt thiết bị IPTV chính như Middleware, CAS, trung tâm MDN, và headend. Các POP sẽ

Đề tài KC.01.14/06-10

14

được đặt các máy chủ EPG, các máy chủ nâng cấp STB và các máy chủ VOD/TSTV/TVOD và chỉ phục vụ người sử dụng bên trong các POP.

2.2 Các thành phần hệ thống

Giải pháp IPTV chủ yếu bao gồm 5 thành phần chính:

Nền tảng Middleware hợp nhất của Tech.Partners (Tech.Partners Unified

Middleware platform)

Hệ thống MDN của Tech.Partners (Tech.Partners MDN System)

Hệ thống Headend(Headend System)

Hệ thống CA (CA System)

Hệ thống quản lý hợp nhất IPTV(IPTV Unified Management System);

Mạng gia đình

Thành phần Diễn tả

Nền tảng Middleware

hợp nhất của Tech.Partners (Tech.Partners

Unified Middleware

platform)

MEM

Chức năng cơ bản của MEM là:

Chèn nội dung và quản lý dịch vụ

Cung cấp giao diện với BSS/OSS

Cung cấp giao diện điều khiển multicasting

Cung cấp các dịch vụ chức năng như đánh dấu, khóa và mở khóa kênh.

Liên kết các máy chủ truyền thong từ những nhà cung cấp khác nhau để thực hiện chức năng của dịch vụ VOD/TVOD/Time-

shift TV/NVOD/BTV

Liên kết với CAS để bảo vệ bản quyền nội dung sống và VOD.

Cung cấp quản lý thuê bao, quản lý sản phẩm,quản lý đơn đặt

hàng

Cung cấp EPG cho các thuê bao để sử dụng dịch vụ IPTV bằng

cách truy nhập EPG

Cung cấp máy chủ nâng cấp để nâng cấp STB từ xa

IPTV

BSS

Chức năng của IPTV BSS:

Quản lý đối tác (Partner management)

Quản lý sản phẩm

Các dịch vụ khách hàng

Quản lý quan hệ đơn đặt hàng (Order Relationship Management)

Thanh to án IPTV (IPTV Billing)

Thống kê và phân tích

IPTV

CMS

Chức năng chính của IPTV CMS:

Quản lý phân phối nội dung

Đề tài KC.01.14/06-10

15

Cổng thông tin nhà cung cấp nội dung (Content provider portal), chèn nội dung

Quản lý Metadata

Quản lý chủ đề (Subject management)

Quản lý sổ sách (Audit management)

Media Platform - Hệ

thống MDN

Hệ thống MDN cung cấp các dịch vụ VOD, NVOD, nPVR,

Time-shifted TV services cho STB.Bao gồm:

Máy chủ định tuyến theo yêu cầu (Request Routing Server-RRS)

Đơn vị quản lý truyền thông (Media Manager Unit -MM)

Usage Mediator Unit (UM)

Điều khiển quản lý hoạt động (Operation Management Control -OMC)

Đơn vị truyền thông Tech.Partners (Tech.Partners Media Unit -

HMU)

Hệ thống Headend

Headend nhận nội dung kênh truyền hình từ vệ tinh hoặc các

nguồn khác và xử lý những việc cần thiết như xử lý lại nội dung, mã hóa, đóng gói IP, và sau đó phân phối nội dung tới STB

thông qua IP multicast

Các thành phần thường được sử dụng trong headend là:

Bộ thu nguồn (Source Reception)

Xử lý lại tín hiệu (Signal Re-processing)

Mã hóa nội dung và đóng gói IP (Content Encoding and IP Encapsulation)

Hệ thống CA

Hệ thống CA cần thiết trong hệ thống IPTV để bảo vệ an ninh

nội dung. Điều này nhằm bảo vệ lợi uchs của nhà điều hành mạng và nhà cung cấp nội dung. Về cơ bản hệ thống CA cung cấp những tính năng sau:

Bảo vệ xem nội dung trái phép

Bảo vệ an toàn chỉ có những khách hang trả tiền mới được cho phép xem nội dung.

Bảo vệ chống sao chép nội dung số.

Mã hóa được áp dụng vào nội dung vì thế nội dung không thể bị chép ra các bản sao như DVD hay CD.

Bảo vệ chống lại sự phân phối lại trái phép sang các mạng khác như mạng Internet.

Đề tài KC.01.14/06-10

16

Hệ thống quản lý hợp

nhất IPTV

Hệ

thống quản lý

nền IPTV.

I2000 với vai trò là quản lý nền tảng IPTV là sự cung cấp điều

khiển trung tâm IPTV Platform từ một điểm duy nhất.Tất cả các sản phẩm bao gồm Middleware, MDN, CAS, Headend được

quản lý sản phẩm:

Quản lý mô hình

Quản lý cấu hình tập trung

Quản lý lỗi tập trung

Quản lý hiệu năng tập trung

Mạng gia

đình

Home

Gateway

HG cơ bản là một DSL modem với chức năng điều khiển chất

lượng dịch vụ và Wifi. Tech.Partners sẽ cung cấp các dòng HG ADSL2+, VDSL2 và GPON RG.

STB

STB được trang bị một trình duyệt phổ biến và bộ giải mã

H.264. Các dịch vụ mới dựa trên web có thể được thêm không giới hạn vào TV Portal.

2.3 Giao diện bên trong hệ thống IPTV

Hình 2-2: Mô hình quan hệ các thành phần và giao diện trong hệ thống IPTV

Đề tài KC.01.14/06-10

17

Thành phần Thành

phần

Diễn tả Giao thức

Middleware IPTV

BSS

Đồng bộ thông tin dịch vụ và sản

phẩm với IPTV MEM.

Quản lý thông tin thuê bao và mô tả

thuê bao .

SOAP

Cước và thanh toán thuê bao. FTP

Middleware MDN

Chèn nội dung:

Chèn nội dung vào máy chủ VOD và

phân phối nội dung.

Chạy máy chủ VOD và ghi lại nội

dung để thực hiện dịch vụ NVOD.

Yêu cầu danh sách nội dung VOD và

TVOD từ máy chủ VOD.

SOAP

Nội dung hoạt động:

Sử dụng IPTV Middleware để yêu cầu

danh sách hoạt động.

HTTP

Middleware DSLAM

EMS

Được sử dụng cho IPTV Middleware để chỉ thị cho Tech.Partners DSLAM

thiết lập quyền điều khiển của thuê

bao. DSLAM khác cần được tích hợp.

TL1

Middleware, MDN, CA,

Headend

Hệ thống quản lý

IPTV

Sử dụng cho IPTV MEM để liên kết với NMS để thực hiện chức năng quản

lý mạng thống nhất.

SNMP

Middleware STB

Sử dụng cho IPTV MEM để phân phát

thông tin EPG tới STB.

Sử dụng cho STB để nhận được thông

tin phiên bản phần mềm mới.

HTTP

Middleware CA

Yêu cầu CAS để mã hóa nội dung

VOD.

Yêu cầu CAS để mã hóa kênh sống.

Yêu cầu CAS để phân phát nội dung

được phép tới STB.

Yêu cầu CAS để phân phát kênh sống

tới STB.

SOAP/TC

P/UDP

Đề tài KC.01.14/06-10

18

Thành phần Thành

phần

Diễn tả Giao thức

MDN STB Khôi phục nội dung VOD

Yêu cầu định tuyến RTSP

MDN IPQAM Khôi phục nội dung VOD UDP

IPQAM STB Chỉ đối với STB Cable,khôi phục nội

dung VOD. RF

3. Nền tảng quản lý thống nhất IPTV

Nền tảng quản lý thống nhất IPTV trong giải pháp là một nền tảng hoạt động, quản lý mạnh mẽ và toàn diện. Nó đáp ứng cho việc quản lý thuê bao, cung cấp dịch vụ, cấp phép

dịch vụ, giá trị chiến lược. Nhiều hơn thế, nó cung cấp những giao diện đơn giản và thống nhất cho nhà điều hành để tích hợp BOSS và NMS của họ. Với nền tảng quản lý

hợp nhất IPTV, nó cho phép nhà điều hành khởi động dịch vụ IPTV chỉ với những thay đổi nhỏ. Nền tảng này bao gồm 3 hệ thống nhỏ: Middleware, IPTV BSS và IPTV CMS

Hình 3-1: Kiến trúc của nền tảng quản lý hợp nhất IPTV

3.1 Sức mạnh và khả năng thay đổi của IPTV Middleware

3.1.1 Tổng quan và kiến trúc hệ thống Middleware

Middleware là một nền tảng hoàn thiện cho việc quản lý các dịch vụ và thuê bao và cũng

cung cấp các giao diện tích hợp hoàn thiện với hệ thống ứng dụng của hang thứ 3.

Đề tài KC.01.14/06-10

19

Hình 3-2: Kiến trúc Middleware của Tech.Partners

Middleware của Tech.Partners lựa chọn kiến trúc 3 lớp. DB là kho dữ liệu. MS và SS là hệ thống back office trong đó MS sử dụng để quản lý thuê bao, quản lý sản phầm, điều

khiển EPG, tích hợp các ứng dụng giá trị gia tăng còn SS sử dụng để phân phối EPG và xác thực STB. Maycs chủ EPG và máy chủ nâng cấp là hệ thống foreground được sử dụng để phục vụ các chức năng của STB như nâng cấp STB, EPG, đăng ký trực tuyến,

mua hàng trực tuyến của các bộ phim VOD. Hệ thống quản lý con bao gồm các module SMS, PMS, ECS, CIS. Hệ thống dịch vụ con

bao gồm 2 module ACS và SDS.

Module Chức năng

SMS SMS đăng ký và hủy đăng ký thuê bao, đặt hang sản phẩm và hủy đơn đặt hành sản phẩm.

PMS PMS quản lý sản phẩm và dịch vụ

CIS CIS quản lý toàn bộ các vòng đời của nội dung VOD, kênh sống,

kênh NVOD, TVOD và PLTV

ECS ECS quản lý và duy trì dữ liệu dịch vụ bao gồm các nút mạng EPG, các nút mạng máy chủ nâng cấp, dữ liệu cơ bản của dịch vụ IPTV, nhà điều hành và cơ quan thống nhất

ACS Giống như máy chủ điều khiển ứng dụng, ACS cung cấp giao diện điều khiển dịch vụ cho EPG.

EDS Máy chủ EDS chỉ định STB khởi động yêu cầu một máy chủ EPG thích hợp trên nút biên dựa vào bộ chính sách được thiết lập để cân

bằng tải. Sau đó STB có thể tương tác trực tiếp với EPG.

EPG Như một cổng thông tin hướng tới người dùng, EPG hiển thị chương trình và hướng dẫn người thực hiện.

EPG tương tác với STB và các thành phần khác để cung cấp chức năng chọn lựa và yêu cầu các chương trình VOD, sống, NVOD và TVOD. Ngoài ra, nó cung cấp phương thức tự phục vụ cho thuê bao.

Ví dụ, người dùng có thể thay đổi mật khẩu, truy vấn hóa đơn, đặt hang và hủy dịch vụ đặt hàng dịch vụ trực tuyến.

Máy chủ

nâng cấp

STB được nâng cấp tới máy chủ nâng cấp phần mềm STB và tự

động kiểm tra khi nào STB cần nâng cấp. Khi cần nâng cấp, STB lấy

Đề tài KC.01.14/06-10

20

phần mềm từ máy chủ. Bảng 3-1 Chức năng các Module

Tất cả các ứng dụng EPG được xây dựng trên nền tảng và chuẩn mở như HTML, HTTP,

Java, Javảcipt… Điều này cho phép nhà cung cấp dịch vụ tùy chỉnh và mở rộng tính năng dịch vụ một cách dễ dàng trong tương lai. Do hệ thống được tích hợp hoàn thiện và duy

nhất, IPTV Middleware của Tech.Partners có thể bao gồm các tính năng phân biệt như tương tác với hệ thống.

3.1.2.1 Các tính năng EPG của

3.1.2.2 3 loại EPG

a. Full EPG

Hiển thị EPG của tất cả các kênh trong một ngày Có thể giám sát Full EPG trong 7 ngày tiếp theo Kênh chưa đăng ký có liên kết tới trang đăng ký trực tuyến. Các kênh đã đăng ký có thể

bật và chuyển trực tiếp. Nhúng Video để chiếu các đoạn video quảng cáo hoặc các đoạn video xem trước. Tóm tắt kênh Các tin nhắn có mục đích tiếp thị được hiển thị trên thanh cuộn Khóa và mở khóa kênh bằng cách chọn hoặc không chọn lên nhãn:

b. Channel EPG

Hiển thị EPG trong một ngày cho một kênh

Cung cấp tóm tắt kênh

Cung cấp các lựa chọn nổi bật với màu sắc khác nhau.

Che phủ bên trái của Video

Đề tài KC.01.14/06-10

21

c. Mini EPG

Che phủ phía trên Video

Hiển thị chương trình đang chiếu và chương trình tiêp theo.

Có thể hỗ trợ hẹn giờ bật tắt.

3.1.2.3 Chương tình VOD

Một máy chủ truyền thông sẽ gửi các tệp tin truyền thông được sản xuất trước đó theo chế độ unicast tới STB như yêu cầu của thuê bao. Trong quá trình chơi lại thuê bao có thể

tua nhanh về trước, về sau, tạm dừng hay dịch đến vị trí bất kỳ. Trải nghiệm này giống như xem đĩa DVD. Người sử dụng có thể nhìn thấy nội dung ngắn gọn, giá và đặt hàng trực tuyến.

3.1.2.4 Tìm kiếm VOD

Người dung có thể tìm kiếm chương trình VOD bằng kênh chiếu hoặc tên của phim.

Đề tài KC.01.14/06-10

22

3.1.2.5 Quản lý chương trình yêu thích

Người dùng có thể đánh dấu những kênh hoặc chương trình yêu thích vào một nhóm.

Điều bày rất thuận tiện và rút ngắn thời gian cho những lần sau.

3.1.2.6 Kiểm tra hóa đơn(Bill Inquiry)

Người dùng có thể thấy bản tóm tắt hóa đơn trên EPG.

Đề tài KC.01.14/06-10

23

3.1.2.7 Consumption Record

Người dùng có thể thấy hồ sơ tiêu thụ EPG

3.1.2.8 Parental Control Word

Nhà điều hành có thể thiết lập trước một vài mức cho phép và đăng ký danh sách các

kênh và VOD cho mỗi mức khac nhau. Cha mẹ có thể đặt các mức truy cập cho mỗi thành viên trong gia đình.

3.1.2.9 Khóa danh sách các kênh và VOD

Qua parental control, các bậc cha mẹ có thể đặt hoặc xóa bỏ mật khẩu của danh sách kênh và VOD. Nếu danh sách các kênh và VOD bị khóa thì chỉ khi đ iền đúng mã PIN mới có thể mở khóa kênh.

Đề tài KC.01.14/06-10

24

3.1.2.10 Thay đổi giao diện

Tech.Partners EGP cung cấp các mẫu EGP. Người dùng có thể chuyển đổi các mẫu khác

nhau qua chức năng thay đổi giao diện.

3.1.2.11 Đăng ký trực tuyến

Qua chức năng đăng ký trực tuyến EPG, người sử dụng có thể đăng ký trực tuyến một

sản phẩm hoặc hủy đăng ký một sản phẩm cho lần giải quyết tiếp theo.

Đề tài KC.01.14/06-10

25

3.1.2.12 Đặt EPG khác nhau theo nhóm sử dụng

Trong khi người sử dụng mở một tài khoản, nhà điều hành sẽ đặt tài khoản vào một nhóm

nhất định theo một số tiêu chí. Lần sau, nếu người dùng đó yêu cầu EPG từ Middleware, các kiểu EPG và nội dung khác nhau đẩy tới người dùng theo nhóm của người đó.

3.1.2.13 Chức năng giúp đỡ

Chức năng giúp đỡ có thể tùy chỉnh với văn bản, văn bản có hình ảnh và văn bản có video. Chúng tôi cũng đề nghị khách hàng thiết lập một kênh NVOD để chiếu các video trợ giúp.

3.1.2 Tính năng của IPTV Middleware

3.1.2.1 Quản lý phân cấp – hai loại nhà diều hành

Những nhà điều hành trong hệ thống dduwọc chia ra làm hai loại:

System operator

Normal operator

Thẩm quyền của nhà điều hành được điều khiển trong 3 mức: lớp, vai trò và nhà điều hành.

Đề tài KC.01.14/06-10

26

Hình 3-3: Phân chia thẩm quyền nhà điều hành

Lớp : Hệ thống có hai lớp nhà điều hành là system operator và normal operator. Chỉ nhứng nhà siêu quản trị mặc định mới trở thành system operator. Các nhà

quản trị hệ thống, quản trị dịch vụ và các nhà quản trị khác được xác định bởi nhà sieu quản trị và trở thành normal operator.

Vai trò : Các thẩm quyền của vai trò khác nhau được tạo bởi nhà siêu quản trị

hoặc nhà quản trị với thẩm quyền tạo các nhà điều hành khác. Vai trò có thể được lên kế hoạch. Ví dụ , bạn có thể thiết lập vai trò cho một nhiệm vụ nhất định.

Nhà điều hành: nhà điều hành có thẩm quyền của vai trò mà họ đang nắm. Những nhà điều hành có cùng vai trò cũng có thể có cùng thẩm quyền hoặc bạn có thể

thiết lập những thẩm quyền khác nhau bằng cách thêm , xóa hoặc vô hiệu hóa các thẩm quyền.

3.1.2.2 Kiến trúc mở hỗ trợ đổi mới dịch vụ

Đề tài KC.01.14/06-10

27

Tech.Partners IPTV Middleware lựa chọn lớp lắp ghép giao diện hợp nhất, trong đó GFEP Tech.Partners được tích hợp.

GFEP thực hiện chức năng chuyển đổi chuyển tiếp thông các giao thức dựa trên nguyên tắc xác định các giao thức giao diện thông qua kịch bản.

Để mở rộng liên kết tới một hệ thống dịch vụ giá trị gia tăng mới, chỉ cần thêm một giao thức giao diện hoặc điều chỉnh các giao diện, tải các kịch bản giao diện mới. Vì thế, rất dễ dàng và khá thuận tiện cho nhà điều hành để thêm một dịch vụ giá trị gia tăng.

3.1.2.3 Tùy biến hoàn hảo EPG

Để cung cấp khả năng mở rộng và dễ dàng phát triển, STB sử dụng trình duyệt HTML để trình diễn EPG, danh sách các phim.EPG sử dụng các giao thức và chuẩn mở như

HTML, HTTP, XML thì có thể dễ dàng điều chỉnh kiểu dáng của EPG. EPG cung cấp một tùy chỉnh hoàn hảo cho những yêu cầu của khách hàng và chúng tôi cũng cung cấp

một vài bộ mẫu thông dụng để đáp ứng khiếu thẩm mỹ của khách hàng.

Hình 3-4: các mẫu EPG

Đề tài KC.01.14/06-10

28

Hình 3-5: Các mẫu EPG cho các nhà điều hành khác nhau

Tùy chỉnh EPG bao gồm các tính năng sau:

Hình ảnh, màu sắc, phông chữ

Có thể thay đổi cách sắp xếp kiểu dáng

Điều chỉnh Favorite

Phân chia các mẫu khác nhau cho những nhóm người khác nhau hoặc cũng có thể phân chia theo thuộc tính của mỗi người

Tùy biến tiếng mẹ đẻ: Pháp, Nga, Tây Ban Nha, Thái Lan, Serbia, Ukraina

3.1.2.4 Kiến trúc J2EE cơ bản để làm việc linh hoạt trên nhiều nền

tảng

Tech.Partners IPTV Middleware được phát triển dựa trên J2EE framework. Nó làm việc trên môi trường hoạt động Java virtual machine. Vì vậy IPTV MEM có thể chạy trên nhiều nền tảng khác nhau.

Hệ thống có thể chạy ổn định trên các hệ điều hành như Linux hay Unix. Hiện tại, hệ thống con quản lý và điều khiển Middleware đã được cài đặt trên nhiều máy

tính nhỏ chạy song song. Máy chủ EPG có thể được cài đặt trên máy chủ HP hoặc trên phần cứng ÂTAE.

Đề tài KC.01.14/06-10

29

Hình 3-6: Kiến trúc phần mềm Tech.Partners Middleware

3.1.2.5 Triển khai phân phối mạng để tăng tính khả thi, tin cậy và

khả năng mở rộng

a. Khả thi

Tech.Partners IPTV Middleware hỗ trợ triển khai phân phối các nút biên là các máy chủ

nâng cấp và máy chủ EPG, lập lịch thống nhất theo yêu cầu của STB. Kế hoạch này triển khai máy chủ EPG và máy chủ nâng cấp tới những nút gần khách hàng nhất và các khách

hàng có thể xử lý tại chỗ. Vì thế, gánh nặng của băng thông truy cập EPG và nâng cấp sẽ giảm xuống trong khi đó trải nghiệm của khách hàng tăng lên.

Đề tài KC.01.14/06-10

30

Hình 3-7: Triển khai mạng phân phối

Sau khi STB khởi động và khởi tạo dịch vụ yêu cầu xác thực, EDS sẽ chọn ra một máy chủ EPG khả thi từ nhóm máy chủ EPG dựa trên địa chỉ STB và các chính sách lập sẵn.

Sau đó nó sắp xếp các yêu cầu của SRTB tới máy chủ EPG. Các máy chủ EPG sau đó trực tiêp đáp ứng tất cả các yêu cầu từ thuê bao.

b. Tin cậy

Triển khai mạng phân phối cũng làm tăng tính tin cậy của hệ thống.

Một nhóm các máy chủ EPG được đứng thành một cụm và bao gồm thành một nút. Nếu một máy chủ trong nút hỏng thì EDS sẽ chuyển ứng dụng tới máy chủ khác trong cùng nút.

Hình 3-8: Sao lưu máy chủ dự phòng trong một nút

Bình thường các nút hoạt động độc lập, một khi một nút hỏng, tất cả các ứng dụng có thể

được chuyển tới các nút khác một cách tự động.

Đề tài KC.01.14/06-10

31

Hình 3-9: Sao lưu hai cụm nút

Triển khai mạng phân phối giúp nhà điều hành mở rộng dịch vụ một cách dễ dàng. Trong trường hợp muốn tăng khả năng mở rộng truy cập dịch vụ, nhà điều hành có thể thêm các

nút máy chủ EPG để nâng cao hiệu suất của hệ thống và dễ dàng mở rộng hệ thống.

3.1.2.6 Chiến lược cân bằng tải các nút biên

Các nút EPG cạnh có thể trên nhiêu máy chủ ATAE. Các EDS được triển khai ở nút

trung tâm thu thập các yêu cầu từ STB rồi gửi đi các nút cạnh dựa trên chính sách lập sẵn. ECS định kỳ kiểm tra sức khoe của tất cả EPG. Khi tình trạng của EPG không bình thường, ECS sẽ báo cho EDS và EDS sẽ không lập lịch truyền các yêu cầu xuống EPG

này cho đến khi nó bình thường trở lại. Vì vậy toàn bộ hệ thống sẽ luôn ở trong tình trạng tốt nhất.

Hình 3-10: Tổng quan chính sách cân bằng

3.1.2.7 Thiết kế đáng tin cậy của Middleware

Tech.Partners Middleware tăng tính tin cậy của hệ thống từ 2 khía cạnh : sao lưu cụm phần cứng và sao lưu cụm phần mềm.

Với phần cứng, Tech.Partners IPTV Middleware lựa chọn giải pháp thiết kế tin cậy như sau:

Thông qua kỹ thuật mảng đĩa để bảo vệ độ tin cậy của dữ liệu. Vì thế, dữ liệu sẽ không bị ảnh hưởng khi có một nút hỏng.

Thông qua kỹ thuật dự trữ nguồn điện và mạng, vì thế dịch vụ sẽ không bị ngắt khi có một lỗi xảy ra.

Đề tài KC.01.14/06-10

32

Sử dụng những máy tính nhỏ làm nhiệm vụ kép trong hệ thống back office.Vì thế

sẽ không có một điểm duy nhất thất bại. Đối với phần mềm, nút trung tâm lựa chọn sử dụng kiến trúc cụm 2 nút sử dụng UNIX.

Bình thường, tất cả các nút của cụm 2 nút hoạt động độc lập, và các module của

nút trung tâm được phân phối tới các nút hoạt động.

Khi có một nút hỏng, các ứng dụng sẽ tự động chuyển qua nút khác.

3.1.2.8 Kỹ thuật đệm dữ liệu để tăng tốc độ truy cập

a. Mức hệ thống

Để tăng tốc độ truy cập dữ liệu, nút biên EPG sẽ đồng bộ phần dữ liệu trong cơ sở dữ liệu tới bộ nhớ. Ngoài ra, nút trung tâm EPG cung cấp một giao diện ngoài thống nhất để truy

cập dữ liệu và bảng bộ nhớ. Trong trường hợp này, một dịch vụ có thể truy cập dữ liệu trong bộ nhớ.

Sau khi hệ thống khởi động, EPG đọc dữ liệu metadata chương trình từ cơ sở dữ liệu và tải vào bộ nhớ.

Sau khi thuê bao đăng nhập, EPG đệm thông tin thuê bao trong bộ nhớ.

Khi xử lý logic dịch vụ, EPG lấy dữ liệu yêu cầu qua giao diện truy cập dữ liệu

chuẩn.

Khi metadata chương trình thay đổi, nút trung tâm cảnh báo thời gian thức cho

EPG để đồng bộ thay đổi dữ liệu trong bộ nhớ.

b. Mức đầu cuối

Để tăng khả năng đáp ứng các yêu cầu của người dùng, sau khi xác thực STB lưu trữ một vài thông tin truy cập từ cơ sở dữ liệu.

Đầu tiên lưu trữ metadata các trang web đã mở.

Lưu trữ với bộ nhớ flash: tài khoản, mật khẩu, đánh dấu…

Lưu trữ với bộ nhớ: đường dẫn, danh sách kênh …

3.2 Hệ thống quản lý nội dung CMS

3.2.1 Kiến trúc và chức năng của CMS

Tech.Partners IPTV CMS cung cấp một giao diện thống nhất cho nhà cung cấp nội dung dễ dàng và thuận tiện chèn chương trình của họ vào nền tảng IPTV. Cùng với đó, nó đáp ứng quản lý SP, quản lý và phân phối nội dung và quản lý chủ đề.

Đề tài KC.01.14/06-10

33

Hình 3-11: Kiến trúc CMS

Tech.Partners CMS lựa chọn kiến trúc J2EE dựa trên cấu trúc 3 lớp.Nó được chia thành các kho dữ liệu, các lớp dịch vụ logic và lớp dịch vụ hiển thị cái mà đáp ứng nhanh với khách hàng. Cá chức năng chính bao gồm : quản lý nhà cung cấp nội dung, duy trì nội

dung metadata, kiểm tra chương trình và phân phối nội dung.

Module Chức năng

Quản lý SP Quản lý nhà điều hành và CP/SP

Mở một tài khoản cho SP. Nhà điều hành cho phép SP/CP và đăng ký cấp phép cho SP/CP

Quản lý Metadata Quản lý metadata cho VOD, NVOD, BTV và danh sách chương

trình

Kiểm tra nội dung

Nhà điều hành kiểm tra nội dung từ CP/SP. Chỉ những nội dung đã kiểm tra mới dduwọc phân phối tới mạng truyền thông. Nhà điều hành xem trước nội dung qua CMS

Phân phối truyền

thông

Đáp ứng phân phối nội dung VOD để đăng ký cá máy chủ truyền

thông MDN.

3.2.2 Các tính năng CMS

3.1.2.1 Kiến trúc tiên tiến và nên tảng lớn

Tech.Partners CMS lựa chọn kiến trúc J2EE rõ rang với hệ điều hành.Đồng thời cổng

thông tin duy nhất J2EE cung cấp IPTV CMS, dịch vụ lớp thấp của xử lý giao dịch, kết nối giao tiếp và cân bằng tải.

Tech.Partners CMS dựa trên luồng cơ sở dữ liệu chính như DB2 và Oracle bảo mật tốt cho các ứng dụng lớn.

3.1.2.2 Đảm bảo nội dung sẵn có

Module kiểm tra nội dung cung cấp chưac năng xem lại nội dung cho nhà sản xuất trước khi triển khai trên mạng. Nó cho phép nhà điều hành đánh giá nội dung xuất bản, nếu nội dung có chất lượng cao, phù hợp với thuê bao và sửa chữa metadata.

Đề tài KC.01.14/06-10

34

Kiểm tra có 3 bước: Thử nghiệm đầu tiên, thử nghiệm chất lượng và thử nghiệm cuối cùng. Trong mỗi bước thử nghiệm, nhà điều hành có thể loại bỏ nội dung nếu nó không

thích hợp.

3.1.2.3 Thiết kế hoạt động bảo mật

Toàn bộ IPTV CMS cung cấp 2 lớp điều khiển hoạt động : quyền điều khiển và quyền dữ

liệu. Điều này đảm bảo hoạt động chính xác. Nó cũng cung cấp chức năng log ghi lại chi tiết hoạt động và giao dịch của hệ thống.

3.3 IPTV BSS linh động

3.3.1 Tổng quan và kiến trúc của IPTV BSS

IPTV BSS cung cấp một mức vận chuyển , khả năng mở rộng, nền tảng mạnh mẽ và linh hoạt. Nó được thiết kế để trả lời tất cả những điều cần thiết của nhà cung cấp dịch vụ có

thể có. Nó bao gồm những module cho phép nhà điều hành quan lý các đơn đặt hàng của nhà cung cấp dịch vụ và biểu đồ giá cả. Các gói tùy chỉnh và cụ thể, thanh toán và hóa

đơn. Tech.Partners IPTV BSS cũng bao gồm quản lý dịch vụ, chăm sóc khách hàng, một cỗ máy phân loại sức mạnh và linh hoạt và cổng nối mạng. Các module cho phép tối ưu sự

linh hoạt cho việc triển khai nhanh chóng và thử nghiệm của bất kỳ dịch vụ mới.

Đề tài KC.01.14/06-10

35

Hình 3-12: Kiến trúc của IPTV BSS

Hệ thống IPTV BSS được thiết kế và phát triển như một ứng dụng đa nhiệm cho phép khả năng mở rộng cao và phát triển nhanh. Hệ thống được phát triển trong một cách tiếp

cận đa nền tảng, cho phép hoạt động trên đa xử lý và trên các máy Windows hoặc UNIX. Cấu hình hệ thống phần cứng phụ thuộc vào các sự kiện đã xử lý hàng ngày được yêu cầu

và số lượng khách hàng, thỏa thuận của các đối tác và liên kết cho phép các nhà cung cấp dịch vụ khởi động hệ thống từ quy mô nhỏ và khi phát triển nâng cao khả năng của các máy.

Module Chức năng

Quản lý sản phẩm Cho phép dễ dàng xác định các dịch vụ mới, giá trị dự tính, thỏa

thuận đối tác và các khía cạnh chính sách kinh doanh tài chính

Mediation and Event Collection

Quản lý các loại hình tương tác với các nền tảng IPTV/ yếu tố mạng khác nhau để thu thập thông tin các sự kiện liên quan.

Quản lý chăm sóc

khách hàng

Các ứng dụng dự trên nền web cho phép người sử dụng nhập, duy

trì, xem và quản lý tất cả dữ liệu khách hang và quản lý tất cả các khía cạnh của mỗi dịch vụ khách hàng, các hóa đơn và thanh toán.

Quản lý tài chính Quản lý và báo cáo tất cả các giao dịch tài chính phải thu và phải

nộp của các tài khoản từ những hoạt động của khách hang hoặc đối tác.

Bộ máy phân loại Bộ máy đánh giá tiên tiến hỗ trợ xác định một cách mềm dẻo các phương pháp đánh giá khác nhau để xác định trong danh mục các

sản phẩm.

Lập hóa đơn -Invoicing

Module này biên dịch, tạo ra và tóm tắt tất cả các yếu tố xuất hiện trên các hóa đơn được tổng hợp hoặc các báo cáo của đối tác.

Cung cấp -

Provision

Giao diện với các mạng khác nhau hoặc một module cung cấp ngoài

để cung cấp các dịch vụ khách hàngvà các tính năng tới mạng

Quản trị bảo mật Kiểm soát người dùng và đặc quyền của họ.

Đề tài KC.01.14/06-10

36

Báo cáo - Reporting Cung cấp bộ báo cáo biểu diễn các khía cạnh khác nhau của hiệu năng hoạt động trong hệ thống.

Partner Settlement Hỗ trợ hợp tác với rất nhiều mối quan hệ với Partner, nhà bán buôn,

đại lý và các mối quan hệ kinh doanh với các nhà cung cấp dịch vụ dựa trên luồng thu nhập từ nhiều hướng.

3.3.2 Tính năng hệ thống IPTV BSS

3.1.2.1 Các giao diện mở để tích hợp dễ dàng với các môi trường

khác nhau

IPTV BSS được thiết kế đặc biệt để nhanh chóng và dễ dàng khởi động dịch vụ

Broadcast, VOD, Pay-Per-View cũng như các phương thức định giá và linh hoạt. IPTV BSS bao gồm quản lý dịch vụ, chăm sóc khách hàng, một bộ máy đánh giá sức mạnh ,

linh hoạt và ổ cắm mạng. Module cho phép tối ưu khả năng linh hoạt cho việc triển khai nhanh chóng và thử nghiệm dịch vụ mới. IPTV BSS cung cấp module kết nối BSS/OSS, module này cung cấp một bộ hàm API mở

rộng cho phép các ứng dụng ngoài thực thi hầu hết các hoạt động thông qua giao diện và tiện ích của BSS/OSS.

Đề tài KC.01.14/06-10

37

3.1.2.2 Đánh giá đặc điểm của IPTV

IPTV BSS cho phép bộ phận tiếp thị sử dụng các phương án khác nhau để thực hiện

chiến lược tiếp thị đa dạng. Khả năng xác định nhanh phương án giá mới cho cá nhà cung cấp bổ sung kích thích kinh doanh, vì chúng cho phép họ ra lệnh các chiến lược tiếp thị mới và phản xạ nhanh các yêu cầu tiếp thị. Danh sách tất cả các dịch vụ được chào bán:

kế hoạch giá cả, giảm giá, gói dịch vụ, lịch, và các thỏa thuận đối tác và kênh, hoa hồng và bồi thường, cung cấp, khuyến mại.

3.1.2.3 Quản lý đối tác và quan hệ chia sẻ lợi nhuận phức tạp của

họ

IPTV BSS cung cấp việc quản lý hợp tác với các khả năng sau đây:

• Việc bắt các mối quan hệ Partners - khả năng tổ chức và quản lý các đối tác, đại lý và các mối quan hệ kinh doanh khác, liên quan đến khía cạnh khác nhau của thỏa thuận, bao gồm cả chức năng, kỹ thuật, tài chính, hành chính.

• Quản lý dịch vụ Đối tác định hướng - khả năng quản lý và giải quyết các thỏa thuận hợp

tác • Khả năng hỗ trợ điều hành ảo, cho phép các kênh để tận dụng lợi thế của các thanh toán đã thực hiện và các giải pháp chăm sóc khách hàng

3.1.2.4 Nền tảng có khả năng mở rộng có thể được triển khai trong

một môi trường phân tán để tăng khả nưng mở rộng và tính khả thi.

Hệ thống IPTV BSS được thiết kế như một ứng dụng đa nhiệm cho phép khả năng mở

rộng cao và phát triển nhanh. Kỹ thuật chống lỗi và cân bằng tải đảm bảo chính xác và sự

Đề tài KC.01.14/06-10

38

hoạt động đúng lúc của tất cả các giao dịch ra ngoài hệ thống. Hướng tiếp cận đa nhiệm cho phép cài đặt ứng dụng phân tán, hỗ trợ nhiều điạ chỉ trong nhiều vị trí địa lý.

Một thời gian dài, trong khi việc kinh doanh và khách hàng phát triển cơ bản, các máy chủ bổ sung có thể được thêm vào để quản lý tải của hệ thống. Ví dụ, một máy chủ có thể

quản lý tất cả các bộ CDR, một máy chủ có thể quản lý khách hàng, và một máy chủ có thể phục vụ việc đánh giá và hoạt động thanh toán.Ngoài ra, máy chủ cơ sở dữ liệu có thể được nâng cấp CPU, bộ nhớ …

3.1.2.5 Hỗ trợ các hệ thống sẵn có

Hệ thống sẵn có phụ thuộc vào cấu hình phần cứng. Thiết kế kiến trúc IPTV BSS được xây dựng cho hạ tầng sẵn có mức cao. Cơ chế này có 4 mức:

Mức cơ sở dữ liệu: Các tính năng thừa kế của Oracle cung cấp có sẵn cao. Nếu một máy chủ hỏng, một cái khác sẽ đảm đương may chủ đó thường xuyên ở chế độ “chờ nóng”

Máy chủ ứng dụng dự phòng – Hệ thống có thể được cài đặt như nhiều máy chủ ứng dụng chạy song song. Điều này cho phép các nhà quản lý chỉ dẫn các giao dịch tới hơn một máy chủ và cung cấp kỹ thuật vượt lỗi khi máy chủ ứng dụng chết. Ngoài ra, máy

chủ ứng dụng có thể làm việc với nhiều cơ sở dữ liệu, vì vậy nếu các bản sao được xác định tại mức cơ sở dữ liệu, những khả năng này có thể khắc phục được lối cơ sở sữ liệu.

Bộ giám sát tiến trình (watchdog) – Tất cả các nhà quản lý tải và các máy chủ được giám sát bởi bộ giám sát tiến trình đảm bảo tất cả các tiến trình hoạt động chính xác. Nếu bộ quản lý tiến trình phát hiện ra thiếu một tiến trình nhất định nào đó, nó sẽ chạy lại tiến

trình đó. Trong trường hợp hiếm gặp và cần thiết, bộ quản lý tiến trình có thể dừng một tiến trình bị treo và chạy lại nó trong giai đoạn tiếp theo.

4. Nền tảng truyền thông – hệ thống MDN

4.1 Tổng quan và kiến trúc MDN

Nền tảng Tech.Partners MDN được giới thiệu tới khách hàng để cho phép thực hiện các kỹ thuật BTV, VOD,NVOD TVOD, Time-Shift TV và cá ứng dụng được mô tả ở đây. Hệ thống MDN phân phối một số lượng lớn các luồng bit tốc độ cao theo chế độ unicast

rời rạc, khởi tạo và điều khiển bởi mỗi người sử đụng đầu cuối. Kỹ thuật này có khả năng cung cấp ứng dụng video tiên tiến và các dịch vụ như VOD, NVOD, TVOD, NPVR và

Time-Shifted.

Đề tài KC.01.14/06-10

39

Hình 4-1: Kiến trúc MDN Tech.Partners

Hệ thống MDN Tech.Partners bao gồm 5 thành phần có tên OMC, UM, RSS, MM và HMS. Một trong số OMC, UM, RRS thuộc về đơn vị nhà quản lý và HMS trở thành đơn

vị dịch vụ. Module Chức năng

OMC Nó giám sát và quản lý PCFS (hiệu năng, cấu hình, lỗi và bảo mật) của tất cả các thiết bị trong MDN, tạo số liệu thống kê, theo dấu các bản tin truy cập của người dùng, và hoàn thành kiểm tra lỗi.

UM Nó có trách nhiệm thu thập dung lượng sử dụng để truy cập nội dung

của người dùng, nội dung phân phối trên CDN và cung cấp giao diện thống kê. UM sẽ phục vụ như một đại lý cho các thông tin được

phép truy cập.

RRS Nó có trách nhiệm gửi đi nội dung truy cập của người dùng. Nó định kỳ gửi gói tin tới tất cả ES (Edge Node Server) để biết tình trạng của

ES như sức khỏe, tải và est. Nó gửi đi bản lề trong mạng truy cập.

MM Nó quản lý nội dung bao gồm nội dung phân phối, xóa bỏ, chỉnh sửa, làm mới. Phân phối nội dung, xóa và chỉnh sửa được hoàn thành trong ICP thông qua lệnh quản lý trong giao diện quản lý được cung

cấp bởi Middleware và tự động hoàn thành làm mới bởi MM dựa trên luồng truy cập. ngoài ra, nó sẽ cung cấp giao diện để quản lý nội

dung của MDN tới ICP bao gồm phân phối nội dung.

HMS HMU hành động như cụm máy chủ chạy giao thức RSTP có nhiệm vụ phân tích cú pháp tệp tin, xác thực, nạp đại lý và đáp ứng cho yêu cầu nội dung từ người dùng.

Đối với các dịch vụ VOD, HMU có trách nhiệm đọc định dạng truyền thông và phân phát luồng tới STB.

Đối với dịch vụ Time-Shift TV, HMU ghi lại kênh Live-TV theo

Đề tài KC.01.14/06-10

40

một chiến lược. Khi người sử dụng đầu cuối yêu cầu kênh Time-shift, HMU gửi nội dung đã ghi lại tới người dùng. HMU cung cấp MPEG-4 và MPRG-4 AVC (H264)

4.2 Các tính năng của MDN

4.2.1 Hỗ trợ nhiều định dạng

Bao gồm MpEG-4, H264 và các định dạng khác. Nhà điều hành có thể triển khai một nền tảng trên nhiều thiết bị đầu cuối

4.2.2 Nền tảng phần cứng mức viễn thông

Hệ thống MDB sử dụng nền tảng phần cứng ATAE sản xuất bởi Tech.Partners. ATAE hỗ trợ 2 switch mạng hình sao. Một switch đơn có thể hỗ trợ cổng 24 GE. Dung lương của

switch là 48Gbps. Tất cả các bộ phận đều có dự phòng.

4.2.3 Triển khai mạng linh hoạt

Hệ thống MDN hỗ trợ triển khai mạng linh hoạt như mạng trung tâm, 2 lớp, 3 lớp và mạng tốc độ cao để hoàn thành các yêu cầu của nhà điều hành cho các quy mô người

dùng khác nhau. Mạng 3 lớp hỗ trợ các ứng dụng quy mô lớn trong đó yêu cầu người dùng có thể chuyển hướng cục bộ hoặc toàn cầu. Bộ phận chuyển hướng toàn cầu có nhiệm vụ chuyển

hướng yêu cầu người dùng tới vùng trung tâm. Vùng trung tâm chuyển hướng yêu cầu tới HMS.

Khu vực MM phân phối à quản lý các tệp tin media trong vùng và cung cấp dữ liệu chuyển hướng cho việc cân bằng tải toàn bộ. HMS cũng triển khai tại vùng trung tâmđể cung cấp các dịch vụ đầu cuối.

Đề tài KC.01.14/06-10

41

Triển khai phân tán tiết kiệm băng thông mạng lõi và đạt được độ tin cậy nhiều hơn. Người dùng và các chính sách công nghệ tiên tiến cung cấp các trải nghiệm dịch vụ tốt

hơn. Hệ thống MDN hỗ trợ mở rộng mạng dễ dàng.

Hình 4-2: Mở rộng từ mạng 2 lớp tới mạng tốc độ cao

Hình 4-3: Mở rộng từ mạng tốc đọ cao tới mạng 3 lớp

4.2.4 Chính sách phân phối nội dung thông minh

Với chức năng quản lý nội dung cung cấp bởi MDN, nội dung được phân phối một cách

hợp lý đến vùng biên.Các chính sách phân phối thông minh như:

Tỷ lệ thành công cao hơn

Nội dung hiển thị hợp lý

Sử dụng tài nguyên mạng hiệu quả.

Nội dung được phát bởi MDN tới các mút vùng trung tâm và vùng biên bằng cách đẩy hoặc kéo. MDN hỗ trợ các cách phân phối đẩy:

Phân phối thủ công

Tự động phân phối theo thời gian

Phân phối khu vực phụ thuộc

Phân phối thông minh

MDN cũng hỗ trợ phân phối kéo tiên tiến. Khi yêu cầu nội dung người dùng và nội dung không tìm thấy trên máy chủ media vùng biên, máy chủ sẽ kéo nội dung tới local host từ

Đề tài KC.01.14/06-10

42

máy chủ media mức cao. Bằng cách này, khi có yêu cầu của người dùng cho nội dung ở trên vào lần tiếp theo, người dùng có thể được phục vụ trực tiếp trên máy chủ địa

phương.

Hình 4-4: Phân phối kép

4.2.5 Cân bằng tải toàn bộ và cục bộ

MDN có các tính năng cân bằng tải toàn bộ và cân bằng tải cục bộ vì thế toàn bộ hệ thống MDN hoạt động với hiệu năng cao nhất.

Cân bằng tải toàn bộ: RRS của ES và hệ thống MDN gửi các tin nhắn tới những bộ phận khác để phát hiện trạng thái sức khỏe, tải và cập nhật nội dung. RSS gửi một vài yêu cầu người dùng tới

một ES tối ưu theo chính sách lập sẵn nội bộ, vị trí người dùng, tình trạng sức khỏe ES, tải, nội dung tồn tại/không tồn tại và khoảng cách từ người dùng. Sau đó ES cung cấp

dịch vụ cho người dùng. Khi một ES lỗi, RRS có thể chuyển hướng người dùng mới tới một ES khác để đảm bảo một hệ thống mạnh mẽ. Cân bằng tải cục bộ

HMS trong các nút định kỳ gửi tin nhắn tới RRS vì thế RRS có thể phát hiện tình trạng sức khỏe, tải và cập nhật nội dung của HMS. RMS gửi yêu cầu người dùng tới một HMS

tôi ưu theo chính sách lập sẵn cục bộ, vị trí người dùng, tình trạng sức khỏe HMS, tải, nội dung tồn tại/không tồn tại và khoảng cách tới người dùng. Sau đó HMS cung cấp dịch vụ cho người dùng. Khi một HMS lỗi, RRS có thể chuyển hướng người dùng mới tới một

ES khác để đảm bảo một hệ thống mạnh mẽ.

Đề tài KC.01.14/06-10

43

Hình 4-5: Cân bằng tải toàn bộ và cục bộ

4.2.6 Giản đồ lưu trữ linh hoạt

MDN hỗ trợ xu thế chính của những giải pháp như DAS, NAS và SAN. Đáp ứng yêu cầu từ trung tâm, vùng trung tâm và các nút biên để lưu trữ các tệp tin.

I.Giản đồ chia sẻ lưu trữ Trong giản đồ chia sẻ lưu trữ, tất cả các HMS trên một POP chia sẻ cùng không gian lưu

trữ. Giả sử rằng có một tệp tin media tên A ở trên POP. Tất cả các HMS ở trên POP có thể sử dụng tệp tin đó để cung cấp dịch vụ theo yêu cầu. Giản đồ chia sẻ lưu trữ sử dụng thiết bị lưu trữ NAS.

Hình 4-6: Chia sẻ lưu trữ trên POP

Đề tài KC.01.14/06-10

44

II.Giản đồ lưu trữ riêng Trong giản đồ lưu trữ riêng, mỗi HMS trên một POP tự có một vùng lưu trữ. Khi có kết

quả, cùng một tệp tin trên POP có thể được sao chếp cho nhiều lần.

Hình 4-7: Lưu trữ riêng

Trung tâm và vungd trung tâm HMS trên MDN lựa chọn giải pháp lưu trữ SAN, điều đó có nghĩa mỗi HMS có một không gian lưu trữ riêng. Trên POP biên, mỗi HMS có một vùng lưu trữ riêng. Trong hình trên, F800 là một thiết bị lưu trữ phát triển bởi

Tech.Partners . Trong giản đồ này, hiệu năng I/O cao được đảm bảo bởi tất cả các máy chủ sử dụng thiết bị nhớ riêng.

4.2.7 Độ tin cậy hệ thống MDN

Độ tin cậy của hệ thống được đảm bảo bởi chính thiết kế của hệ thống, sức mạnh giám sát ,khả năng cảnh báo, cấu trúc phần cứng đặc biệt và switch có độ tin cậy cao.

I. Bản sao của các bộ phận chính Cân bằng tải, Cluster hoặc chọn lựa chế độ hoạt đông/chờ được sử dụng để ngăn ngừa lỗi một điểm của các bộ phận chính, vì thế tăng độ tin cậy của chúng. Trong hệ thống MDN

các bộ phận chính bao gồm : RRS, UM. Hệ thống RRS làm việc trong một loại chia sẻ tải để nâng cao độ tin cậy của nó.

Một ES có thể được cấu hình với chế độ UM hoạt động hay UM chờ để thực hiện chyển qua lại giữa chế độ hoạt động/ chờ. II. Độ tin cậy của ES

Hệ thống phát hiện ES tải trong thời gian thực. Nó có thể gửi người dùng tới những ES thích hợp theo diễn biến của CPU, luồng sử dụng, số người dùng, đĩa vào ra của các ES. Ngoài ra, hệ thống có thể đảm bảo rằng không xảy ra tình trạng quá tải bằng cách thiết

lập ngưỡng. Nếu một CS/ES lỗi, hệ thống có thể chuyển hướng truy cập tới CS/ES khác trong cùng

nhóm bằng kỹ thuật cân bằng tải. Ngoài ra, mỗi một thiết bị được cài đặt với chương trình sử dụng giám sát tiến trình dịch vụ truyền thông và hệ điều hành. Mỗi khi một tiến trình dịch vụ media hoặc hệ điều hành

gặp lỗi, chương trình giám sát sẽ tạo tiến trình dịch vụ media hoặc hệ điều hành khởi động lại và khôi phục lại được về bình thường, vì thế giảm thời gian khôi phục lỗi.

Đề tài KC.01.14/06-10

45

III. Bảo mật lưu trữ Các cơ sở dữ liệu và các đĩa cứng của các thiế bị chính làm việc trong chế độ RAID 1

hoặc RAID 0+1 để đảm bảo bảo mật dữ liệu lưu trữ. Các cơ sở dữ liệu và các bản ghi dữ liệu dịch vụ có thể được sao lưu tự động và bằng tay

để bảo vệ chúng. Các đĩa cứng ngoài và trong của bộ nhớ truyền thông CS/ES cs thể làm việc trong chế độ RAID3 hoặc RAID5 để đảm bảo hiệu quả bảo mật dữ liệu và lưu trữ.

IV. Giám sát và Cảnh báo Duy trì và hoạt động trung tâm có thể giám sát mỗi thiết bị và các thiết bị hỗ trợ quản lý

thống qua Web và SNMP. Vì thế, nó thuận tiện cho hoạt động và nhân viên bảo trì kiểm tra tình trạng thiết bị để khám phá và sửa lỗi kịp thời.Các thiết bị được thiết kế với kỹ thuật phân lớp để báo cáo cảnh báo, tình trạng, đặc điểm thiết bị và các ngoại lệ. Kỹ thuật

này giúp hoạt động và nhân viên bảo trì tiến hành việc phân tích và cung cấp những hiểu biết cơ bản để tắt cảnh báo. Các thiết bị có thể được khởi động lại và tắt từ xa và những

ứng dụng đặc biệtcủa các thiết bị đặc biệt cũng có thể khởi động từ xa. Các hoạt động này thuận lợi cho bảo trì từ xa. V. Giải pháp khả năng hoạt động và khả năng qủn lý

Nó hỗ trợ quản lý mạng mức viễn thông và quản lý dịch vụ, cung cấp thống kê dịch vụ có khả năng lớn. MDN có giao diện xác thực và cấp phép tới liên kết với hệ thống thứ 3, vì

vậy giải pháp có thể hoàn tất

5. Hệ thống Head-end

5.1 Tổng quan hệ thống Head-end

Hệ thống Head-end có trách nhiệm sản xuất chương trình trong hệ thống IPTV. Các chức năng của hệ thống Head-end:

Thu chương trình

Phát broadcast các chương trình tự sản xuất của nhà điều hành

Quản lý và phát hành media

Phân phối tất cả các chương trình sống

Giám sát tất cả cá chương trình phát broadcast

Mã hóa chương tình

Hệ thống Headend có tất cả các chức năng của một đài truyền hình để sản xuất, phát và quản lý chương trình TV. Ngoài ra, hệt hống headend có những tính năng sau:

Kỹ thuật tiến tiến

Hiệu suất cao

Chạy ổn định và đáng tin cậy Thông thường, hệ thống Headend bao gồm 3 hệ thống con : bộ nhận nội dung, giám sát

và điều khiển hệ thống con và hệ thống con nén nội dung. Tech.Partners sẽ cung cấp toàn bộ giải pháp để đáp ứng tất cả các yêu cầu.

Đề tài KC.01.14/06-10

46

Hình 5-1: Kiến trúc Headend

5.2 Thiết kế trung tâm Video Headend IPTV MekongMedia

Streaming server 1

Streaming server 2

Streaming server n

.

..

File storage

Ife1 Ifs1

Encoder

Live Camera

Satellite

Receiver

Encoder

Ife2

Ife3

Ifs2

VIDEO HEADEND


Transport

Network

IfB

VoD


Đề tài KC.01.14/06-10

47

Trung tâm Video Headend là thành phần quan trọng nhất trong mô hình cung cấp dịch vụ IPTV của công ty MKM, trung tâm Video Headend bao gồm các thành phần chính là:


nhau như: camera, đầu thu KTS, hay mã hóa các file dữ liệu Med ia trong thư viện

có sẵn thành những luồng tín hiệu media thích hợp chuyển lên hệ thống máy chủ



Media dưới dạng những luồng tín hiệu được đóng gói trong các bản tin IP

(Internet Protocol) khi nhận được yêu cầu (Request) sử dụng dịch vụ từ khách

hàng đầu cuối (End User).

- Bộ chuyển mạch cân bằng tải (Load Balance Switch): đứng vị trị trung gian giữa




luồng.

Trung tâm Video Headend đảm nhận vai trò cung cấp dịch vụ tương tác trên nền IP, cụ thể ở đây là tiếp nhận và đáp ứng yêu cầu sử dụng dịch vụ nhận được từ đầu cuối. Những

dịch vụ cung cấp: - Dịch vụ Video theo yêu cầu: VoD (Video on Demand).


5.3 Hệ thống thu nội dung

Hình 5-3: Hệ thống thu nội dung

Hệ thống thu các chương trình. Bình thường, nguồn nội dunglấy từ 4 loại chính : vệ tinh,

sóng radio tương tự. Các thiết bị thu khác nhau được sử dụng để nhận tín hiệu của các định dạng truyền khác nhau.

Đề tài KC.01.14/06-10

48

Định dạng tín hiệu Chế độ truyền Thiết bị thu

DVB-S Truyền qua vệ tinh Ăng ten chảo

LNB

Bộ chia nguòn chủ động hoặc bị động

DVB-C Truyền qua cáp đồng trục DVB-C IRD

Tín hiệu ra của hệ thống thu là tín hiệu tương tự video và audio, tín hiệu SDI với a udio

nhúng. Trong hệ thống IPTV, tín hiệu SDI được khuyến khích sử dụng. Vệ tinh: Trong các hệ thống headend hiện nay, chương trình nhận từ vệ tinh là mã chương trình

nguồn chính. Hệ thống thu chung bao gồm nhiều ăng ten chảo vệ tinhvà nhiều DVB-S IRDs.

Số lượng và kiểu (C-band hoặc Ku-band) của ăng ten vệ tinh được quyết định bởi danh sách kênh nhà điều hành cung cấp. Kích cỡ của ăng ten vệ tinh được quyết định bởi chương trình nhận và vĩ độ của địa điểm chương trình nhận.đường kính của ăng ten vệ

tinh lớn hơn hoặc bằng 3.7m thường được sử dụng để nhận chính xác các chương tình tư vệ tinh trong những điều kiện thời tiết khác nhau và để cung cấp các tín hiệu mạnh. Khi

một ăngten cung cấp tín hiệu cho nhiều IRD tại cùng một thời điểm, hệ thống sử dụng bộ chia nguồn chủ động để phân phát tín hiệu. Nếu khoảng cách truyền giữa ăng ten và IRD là quá dài, các phương pháp đặc biệt cần

phải được thực hiện để đảm bảo rằng tín hiệu gửi tới bộ chia nguồn hoặc IRD là đủ mạnh.

Nếu khoảng cách truyền là từ 100-200m, sử dụng bộ khuếch đại L-band để khuếch đại tín hiệu RF L-band.

Nêu skhoảng cách truyền lớn hơn 200m, khuếch địa L-band không đủ bù đắp cho sự suy giảm tín hiệu. Trong trường hợp này, sử dụng thiết bị truyền dẫn quang để truyền tín hiệu.

Cân nhắc các yếu tố sau trước khi chọn một IRD:

Điều chế dạng của các tín hiệu nhận được.Thông thường là chuẩn DVB-S

Mã hóa chế độ của kênh đã nhận.Các IRD của tất cả các nhà sản xuất hỗ trợ các chế độ mã hóa chính. Tuy nhiên, chuẩn mã hóa của các nhà sản xuất riêng hỗ trợ

bởi các IRD đặc biệt. Ví dụ, chuẩn mã hóa của PowerVu được hỗ trợ bởi duy nhất IRD từ SA. Để nhận chương trình mã hóa bởi PowerVU bạn chỉ có thể sử dụng

IRD của SA. Tín hiệu ra của IRD có các loại sau:

Tín hiệu Audio và Video tương tự

Tín hiệu SDI voeis ân thanh nhúng

Trong hệ thống Headend, thường sử dụng tín hiệu audio và video trên dải tần cơ bản. Nó được khuyến khích để chọn tín hiệu SDI với âm thanh nhúng như các tín hiệu đầu ra của IRD.

Trong một vài trường hợp, chương tình TV tương tự mạch mở phải được nhận. Công nghệ của ăngten để nhận chương trình TV tương tự mạch mở và giải điều chế TV đã

được phát triển trong nhiều năm và rất kỹ càng. Hệ thống headend được dự kiến để xử lý tín hiệu SDI. Vì thế, mã hóa PAL/NTSC và bộ chuyển đổi A/D audio chuyển audio tương tự và tín hiệu video thành một tín hiệu số, sau đó kỹ thuật nhúng audio được sử

Đề tài KC.01.14/06-10

49

dụng để nhúng tín hiệu audio AES/EBU thành tín hiệu SDI. Đặc điểm nổi bật nhất của tín hiệu SDI là tín hiệu audio và video được truyền thông qua cùng một cáp để ngăn ngừa

relative relay

5.4 Giám sát và điều khiển hệ thống con

Giám sát và điều khiển hệ thống con để broadcast các chương trình tự sản xuất của nhà

điều hành, quản lý và phát hành tài sản truyền thông, và giám sát tất cả các chương tình broadcast vì thế nhà điều hành có thể thêm nhiều tính năng vào các kênh sống.

Hình 5-4: Kiến trúc giám sát và điều khiển hệ thống con

5.4.1 Phần giám sát

Giám sát và điều khiển có một vai trò quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống headend chạy ổn định và an toàn. Phần giám sát và điều khiển có thể giám sát ảnh, video, tín hiệu video

dạng sóng, nơi mà các luồng mã hóa thích hợp với các chuẩn. Bange cách này, giám sát và điều khiển có thể đảm bảo tín hiệu trong hệ thống headend

có thể luôn tuân theo các chuẩn chính của quốc gia và quốc tế bằng cách tìm kiếm những ngoại lệ của tín hiệu hoặc của thành phần theo thời gian và thực hiện quản lý các ngoại lệ đó. Bên cạnh đó, bộ phận giám sát và điều khiển có thể thiết lập, chỉnh sửa và điều khiển

các thông số mà hệ thống headend yêu cầu. Bộ phận giám sát và điều khiển có thể thực hiện các chức năng:

Điều khiển chuyển đổi ma trận

Thiết lập các thông số liên quan đến thời gian trễ play-out

Kiểm soát quảng cáo rải rác Với giám sàt và điều khiển, nhà điều hành có thể thực hiện giám sát nhiều màn hình.

Giám sát nhiều màn hình: Tín hiệu audio và video được hiển thị và giam sát trong màn hình hiển thị đa hình ảnh tập trung. Nhiều tín hiệu audio và video được gửi tới màn hình đa ảnh tại cùng một thời

điểm. Màn hình đa ảnh hiển thị nhiều tín hiệu video (thông thường là 2 tới 16 tín hiệu) tại cùng một thời điểm. Biểu đồ thanh màu sắc của tất cả các ảnh trên màn hình chỉ ra độ

Đề tài KC.01.14/06-10

50

khuếch đại của tín hiệu audio. Màn hình đa ảnh thường là màn hình plasma 42 inch hoặc lớn hơn. Hệ thống headend giám sát tín hiệu audio và video theo 2 điểm:

Nguồn tín hiệu ,vd: đầu ra của IRD

Đầu ra của bộ mã hóa

Hình 5-5: Giải pháp giám sát màn hình đa ảnh

Trong trường hợp, STB được yêu cầu để mã hóa luồng audio và video.

5.4.2 Bộ phận xử lý tín hiệu

Chức năng cơ bản của bộ xử lý tín hiệu là:

Đồng bộ mạnh mẽ các tín hiệu ngoài

Cung cấp đồng bộ tín hiệu tương quan

Với bộ xử lý tín hiệu, nhà điều hành có thể thực hiện đồng bộ khung, quảng cáo, thêm, thời gian trễ play-out và est. Đồng bộ khung

Để cho phép chương trình trong hệ thống headend chuyển đổi qua lại dễ dàng, mỗi tín hiệu chương trình ngoài được đồng bộ mạnh mẽ bởi bộ đồng bộ khung. Sau khi đồng bộ,

tất cả các tín hiệu chương trình hệ thống headend được đồng bộ với tín hiệu đồng bộ tương quan. Đồng bộ tín hiệu tương quan được tạo ra bởi hệ thống đồng bộ tín hiệu chính hoặc bản sao hệ thống đồng bộ tín hiệu nó bao gồm 2 bộ tạo tín hiệu đồng bộ. Thời gian

trìn tất cả các thiệt bị trong phát broadcast và điều khiển hệ thống con phải được đồng bộ với thời gian tương đối được cung cấp bởi hệ thống headend. Hệ thống headend cung cấp

một đồng hồ chuẩn và nhận tín hiệu đồng hồ ngoài để làm chuẩn đồng hồ của nó.

Đề tài KC.01.14/06-10

51

Chèn quảng cáo: Trong dịch vụ quảng cáo, máy chủ quảng cáo được sử dụng để cung cấp quảng cáo. Nội

dung video quảng cáo được đưa lên máy chủ quảng cáo.Nhà phân phối video và audio phân phối chương trình với quảng cao được đặt rải rác vào 2 kênh tín hiệu. Một tín hiệu

được gửi tới bộ giám sát và một tín hiệu được gửi tới bộ đồng bộ khung để chuyển. Tín hiệu đầu vào khác của bộ chuyển là tín hiệu SDI từ máy chủ quảng cáo. Tại thời điểm khi một quảng cáo được đặt rời rạc, khởi động quảng cáo bằng cachsử dụng phím khởi động

(thông thường là phím Take) của phần mềm phát quảng cáo và điều khiển trên trạm điều khiển của máy chủ video. Ngoài ra, nó còn điều khiển bộ chuyển để chuyển quảng cáo.

Hình 5-6: Giải pháp quảng cáo

5.5 Hệ thống nén media

5.5.1 Bộ xử lý nội dung

Bộ mã hóa nhận, giải mã, tái mã hóa, và truyền các chương trình trong tất cả các IP. Việc xử lý tất cả các nội dung kỹ thuật số, loại bỏ sự cần thiết phải trung gian analog truyền

thống hoặc các giao diện video kỹ thuật số giữa các bộ giải mã và mã hóa, giảm chi phí và độ phức tạp của hệ thống. Bộ mã hóa SD hỗ trợ kênh mã hóa chuẩn để mã hóa IPTV.

Đề tài KC.01.14/06-10

52

5.5.2 Giải pháp vượt lỗi thông minh của hệ thống mã hóa nén

Để cung cấp độ tin cậy mức cao cho hệ thống mã hóa con, hệ thống quản lý mã hóa có

thể được cấu hình để tạo mộ nhóm mã hóa dự phòng trong cấu hình M:N. Hệ thống mã hóa dự phòng cung cấp tự giải pháp tự động và được tích hợp cho cung cấp hệ thống dự phòng. Thời gian khôi phục lỗi nhỏ hơn 2s. Tất cả điều khiển và tình trạng dự phòng có

sẵn. Quản lý cá yếu tố mã hóa sẽ phân phát drivers SNMP cơ bản để tiếp tục giám sát bộ mã

hóa. Driver cũng sẽ được cung cấp cho thiết bị chuyển video để thực hiện chuyển đổi dự phòng. 1. Làm việc bình thường

2. Hoạt động mã hóa giảm

3. Quản lý thông báo và thông báo chuyển đổi và mã hóa SDI dự phòng đảm nhận

Đề tài KC.01.14/06-10

53

4. Thời gian vượt qua lỗi nhỏ hơn 2s

Đề tài KC.01.14/06-10

54

6. Hệ thống CA/DRM (Irdeto SoftClient)

Truy nhập có điều kiện (CA) là một yêu cầu của tất cả các hệ thống TV số để bảo vệ nội dung. Việc này bảo vệ lợi nhuận của nhà cung cấp mạng cũng như nhà cung cấp nội

dung. Một cách cơ bản, tất cả các hệ thống truy nhập có điều kiện đều cần để cung cấp một số chức năng sau:

Bảo vệ quyền xem (điều khiển truy nhập)

Bảo vệ khỏi việc xem bất hợp pháp các nội dung

Bảo vệ các khách hàng đã thanh toán được xem các nội

dung

Điều này đặc biệt quan trọng trong mạng quảng bá do

các khách hàng chưa thanh toán cũng có thể nhận tín

hiệu video được phát quảng bá

Bảo vệ sao chép số Được sử dụng để bảo vệ các nội dung khỏi việc sao

chép trong định dạng số

Các nội dung được gửi đi theo định dạng số. Thông

thường việc mã hóa sẽ được áp dụng đối với các nội

dung, chẳng hạn như các nội dung không thể được thu

thập để tạo ra các bản copy số như DVD hay VCD. Hơn

nữa, nó còn bảo vệ các nội dung khỏi việc phát dưới

định dạng số tới mạng khác, chẳng hạn Internet

Trong hệ thống này, đối tác công nghệ chấp thuận hệ thống chuyên nghiệp CA thẻ thông minh Irdeto

6.1 Tổng quan và kiến trúc lớp bảo vệ nội dung Irdeto

Irdeto Soft Client sử dụng tính chất hai chiều của một mạng IP để đảm bảo sự vận hành an toàn của client trên IP STB, thông qua sự xác thực an toàn, bám trạng thái, khóa nút

mạng, hỏi và giám sát hành vi. Các modul Irdeto Soft Client trong giải pháp IPTV Plsys cung cấp một hệ thống mã hóa đa cấp với độ an toàn cao mà không cần tới thẻ thông minh. Irdeto Soft Client có cùng bản chất với các thẻ thông minh Irdeto chống lại vi

phạm bản quyền và gian lận thuê bao, ngoài ra nó còn có thêm lợi thế khác đó là việc bảo mật có thể được cập nhật và client thay thế một phiên bản mới chỉ bằng việc download

đơn giản. Điều này giúp đáp ứng nhanh hơn đối với các vi phạm về bảo mật, đảm bảo thời gian triển khai nhanh hơn, chi phí triển khai thấp hơn. Việc triển khai mật mã đã được thiết kế bền vững đối với nghiên cứu đảo ngược và sự tấn

công vào các kênh. Các công nghệ được phát minh dùng che giấu các chữ cái được sử dụng để mã hóa trong quá trình tạo mã. Irdeto sử dụng giải pháp mạnh mẽ nhất có thể

trên thị trường hiện nay để che giấu mã. Giải pháp Soft C lient của chúng ta còn có thể

Đề tài KC.01.14/06-10

55

thực hiện giám sát mở rộng và đánh giá bởi kiểm toán của bên thứ ba hoặc các thành phần khác trong lĩnh vực bảo mật công cộng.

Việc mã hóa được hỗ trợ đối với các nội dung cả trong thời gian thực và đã được lưu trữ: Nội dung số được xáo trộn bởi bộ trộn Irdeto IP trong thời gian thực khi nó được

phát. Thuật toán AES được sử dụng trong thiết bị này

Tiền mã hóa nội dung VOD được lưu trữ thực hiện bởi Irdeto PES, một bộ trộn

offline. Nội dung đã được thay đổi kích thước trên mạng của nhà cung cấp được

mã hóa trước, do vậy nó đủ an toàn để được lưu trữ và phân phối trên mạng.

Biểu đồ sau biểu diễn kiến trúc hệ thống CA Soft Client Irdeto. Các thành phần màu xanh

dương thuộc về hệ thống CA Soft Client Irdeto.

Hình 6-1: Kiến trúc hệ thống CA Soft Client Irdeto

Modul Chức năng

Hệ thống điều khiển Irdeto Plsys

Server Irdeto Plsys hoạt động như là hệ thống điều khiển và dự báo của hệ thống headend Irdeto, giao tiếp với Middleware thông

qua giao diện XSFP hay SOAP để quản lý thuê bao và định sản phẩm. Irdeto Plsys cung cấp và quản lý các chữ cái đã được mã hóa để các bộ trộn trộn các nội dung trước khi phát lại

Kiểm tra an toàn modul Soft Client – server dự báo SoftClient Plsys kiểm tra và yêu cầu an toàn đối với tất cả các modul

SoftClient Irdeto trên mạng. Mọi modul SoftClient Irdeto đều phải liên hệ với Plsys để nhận được thỏa thuận hợp lệ với SoftClient Irdeto, chứa thông tin theo thời gian của modul

SoftClient Irdeto. Một modul SoftClient Irdeto trải qua kiểm tra độ an toàn mỗi lần có liên hệ với hệ thống điều khiển, và các hợp

đồng chỉ được phát hành hay báo giá lại nếu hệ thống điều khiển có thể xác định được modul SoftClient Irdeto là đúng và hợp lệ

Bộ mã hóa Hệ thống điều khiển Plsys tạo ra ECM cho nội dung đặc biệt và tạo EMM cho thuê bao hay nhóm thuê bao và bộ mã hóa mã hóa

ECM và EMM trước khi phát đi cho người dùng. PES hay GigaCrypt tạo CW và gửi nó tới Plsys server và Plsys

Đề tài KC.01.14/06-10

56

server tạo ra ECM theo CW. ECM được mã hóa bởi bộ mã hóa và gửi nó trở lại cho PES hay GigaCrypt bởi Plsys server. Bộ nén nén EMM được tạo ra bởi Plsys server.

Server tiền mã hóa (PES)

PES nén nội dung VOD trước khi nội dung này được sử dụng bởi hệ thống VOD. PES tạo ra CW và nhận ECM từ Plsys server. PES ghép ECM với nội dung và nội dung mã hóa với CW. PES

sẽ thực hiện dưới sự điều khiển của Middleware và Middleware sẽ liên hệ với hệ thống VOD để nhận nội dung đã mã hóa từ PES.

Một thiết bị PES có thể hỗ trợ ba tiến trình nén đồng thời và một vàu thiết bị PES có thể triển khai cấu hình tích cực/chế độ chờ, thiết bị thụ động sẽ được kích hoạt khi thiết bị chủ bị hỏng.

PES còn có một bộ gom nội dung để lưu trữ nội dung từ nhà cung cấp, truyền nó cho server tiền mã hóa, sau đó nó xóa nội dung đi

Bộ trộn IPTV Irdeto Các dịch vụ TV trả tiền số, được phát đi bởi vệ tinh hay quảng bá

mặt đất, sử dụng mã hóa để bản vệ một dịch vụ khỏi các thao tác và việc xem không hợp pháp. Quá trình mã hóa xoay quanh việc sử dụng một thủ tục toán học, hay thuật toán hoạt động trên dữ

liệu số được bảo vệ, liên kết với một đoạn thông tin bí mật được gọi là “từ điều khiển”. Việc tạo ra dữ liệu được mã hóa vô nghĩa

với bất kỳ người nào ngoại trừ người có từ điều khiển giải mã để khôi phục đúng dữ liệu. Các thẻ thông minh có thể khôi phục từ điều khiền theo phương thức an toàn, được gửi tới khách hàng

trong một ECM được mã hóa. Bộ trộn IPTV Irdeto là một thành phần phần cứng được thiết kế

để nhận các luồng của dữ liệu IP sống, có thể trộn chúng lại với một từ điều khiển và truyền chúng tới CPE

Irdeto Soft

Client

Bộ nạp an toàn IP

Bộ nạp an toàn Irdeto version 4.0 và tất cả các bản phát hành đều hỗ trợ chứa năng IPTV Irdeto

Bộ nạp an toàn IP là mã đầu tiên chạy sau khi STB IP khởi động lại và có thể đáp ứng được quá trình tải xuống. Nó là kỹ thuật bảo

mật bảo vệ mã STB IP khỏi tấn công và đảm bảo chức năng của nó.

Modul Irdeto Soft

Client

Modul SoftClient Irdeto là modul phần mềm trên cơ sở client. Modul SoftClient Irdeto có thể lưu trữ các quyền, các khóa và các

thông tin khác dưới dạng được mã hóa. Tất cả các hoạt động bảo mật như ECM, EMM đều được thực hiện bên trong modul Soft

Client Irdeto. Modul SoftClient Irdeto đều sử dụng kỹ thuật làm đen và mã hóa hộp trắng để che giấu hoạt động bên trong và dữ liệu liên quan.

Modul SoftClient được đa dạng hóa theo thời gian và thuê bao, dựa trên độ an toàn cao nhất:

Modul SoftClient được biến đổi qua thuê bao, mỗi giao

nhận của các modul SoftClient cá nhân tới một nhà cung

cấp chứa 10 biến thể. Mỗi biến thể đáp ứng cùng chức

Đề tài KC.01.14/06-10

57

năng nhưng thực hiện theo cách khác nhau.

Modul SoftClient được làm mới theo thời gian. Irdeto gửi

các biến thể mới của modul SoftClient để thay thế chúng

liên tục (thông thường mỗi 6 tháng). Sự làm mới các

client để đảm bảo mức độ bảo mật Irdeto bằng cách kích

hoạt như là một mục tiêu cho các hackers

6.2 Các giao diện của các thành phần Irdeto với hệ thống IPTV

Hệ thống Plsys Irdeto cung cấp một khối các giao diện chuẩn và mở để các thành phần

của IPTV tích hợp với nó một cách thuận tiện và dễ dàng. Đối tác công nghệ có giải pháp liên hoàn để hỗ trợ cho CA truyền thống với Irdeto Plsys. Sự tích hợp Irdeto Plsys và các thành phần của IPTV chủ yếu xoay quanh các loại giao diện:

Hệ thống Hệ thống Loại giao diện Lợi ích

Hệ thống điều khiển Irdeto Plsys

Middleware XML trên HTTP hay SOAP

Quản lý và phân quyền cho thuê bao

Middleware điều khiển hệ thống CA để trộn TV sống và chương trình VoD


Irdeto


hay SOAP

Quản lý các luồng sống

Middleware Bộ trộn IPTV HTTP Quản lý sở hữu và lưu trữ các nội dung giao nhận


Irdeto

Server VoD FTP Lưu trữ và phát lại

Hệ thống Irdeto Thẻ thông minh API Hệ thống CA tương tác với các modul khác của STB

như trình duyệt hay media player

6.3 Chức năng của hệ thống Irdeto

6.3.1 Các chiến lược an toàn cao

Xác thực người dùng

Xác thực giao dịch an toàn thực hiện được thông qua một thẻ thông minh. Sau khi đăng

ký với STB, headend Irdeto gửi dữ liệu “thách thức” tới thẻ thông minh/SoftClient. Trả lời lại là một chữ ký an toàn và là duy nhất đối với thẻ thông minh hay Soft Client đó. Cộng nghệ này hiệu quả hơn là điều khiển truy nhập thông qua nền tảng middleware.

Kỹ thuật này cung cấp sự xác thực tốt vì rất khó để tạo một bản sao của một thẻ thông minh.

Đề tài KC.01.14/06-10

58

Phân quyền

Một trong số các chức năng chính của hệ thống Irdeto là quản lý hiệu quả và an toàn các khóa mật mã, được người xem sử dụng để mở khóa nội dung được bảo vệ. Sự quản lý chính của Irdeto dựa trên các một sự phân chia thứ cấp các khóa. Các khóa được mang đi

do đó được gọi là các bản tin phân quyền. Các bản tin điều khiển quyền (EMM- Entitlement Management Messages) chứa các khóa mật mã mức cao thông thường có

liên quan tới các nguyên tắc làm việc và nhu cầu bảo vệ nội dung Điều khiển truy nhập

Điều khiển truy nhập là một dịch vụ bảo vệ nội dung đòi hỏi khả năng của một thẻ thông minh. Điều khiển truy nhập có thể được tăng lên bằng cách kích hoạt một mã PIN để truy nhập nội dung được bảo vệ.

Các khóa

Công nghệ bảo mật Irdeto cung cấp một kỹ thuật hiệu quả để quản lý các khóa mật mã

cho cả nội dung quảng bá và giao nhận trên IP. Các hiệu quả vốn có đối với hệ thống CA Irdeto cho phép băng thông yêu cầu thấp hơn, tiết kiệm chi phí cho nhà cung cấp nội

dung. Một lần giao nhận tới thiết bị của người dùng, các khóa này thường được lưu cục bộ để có thể truy nhập nhanh hơn tới nội dung được bảo vệ. Cũng như các khóa, chúng cần được lưu trữ với độ an toàn cao nhất. Sự lưu trữ an toàn các khóa là một thuộc tính

quan trọng của thẻ thông minh Irdeto. Các sản phẩm này đều rất khó khăn để tấn công và lấy được chúng.

Sử dụng các thuật toán

Các bộ trộn IP Irdeto sử dụng thuật toán mã hóa khối AES. Thuật toán này được thử

nghiệm rộng dãi trong các thí nghiệm công khai mở rộng. Các bộ trộn Irdeto sử dụng khóa AES có độ dài 128 bit, trong chế độ CBC Bảo mật thiết bị client

Hệ thống Irdeto đảm bảo thiết bị client luôn sử dụng chức năng CA mong muốn, trong khi vẫn được bảo vệ khỏi sự chỉnh sửa hay tác động vào việc sử dụng các hành vi không

được điều khiển khác. Thẻ thông minh Irdeto là phần cứng hỗ trợ để gia tăng độ an toàn cho thiết bị client.

Bảo vệ mức ứng dụng

Hệ thống CA/DRM IPTV Irdeto đảm bảo rằng: – Tất cả các quyền đều được đăng ký

– Tất cả mã cập nhật đều được đăng ký

– Tất cả firmware tải về đều được đăng ký

Bảo vệ nội dung lưu trữ

Nội dung được lưu trữ được giải mã hóa với một khóa duy nhất có liên quan tới ECM. Điều này đảm bảo rằng nội dung được lưu trữ được bảo vệ khỏi bị phân phối tới player

khác (bằng cách đọc dữ liệu từ ổ cứng) Chứng nhận

Đề tài KC.01.14/06-10

59

Các công nghệ bảo mật Irdeto đều được kiểm tra đều đặn không phụ thuộc vào các giám định an toàn. Đây không phải là quá trình xử lý thông thường. Việc sử dụng thuật toán

AES Irdeto trong các bộ trộn IP đã chứng nhận cách này. Cập nhật bảo mật và nạp an toàn

Firmware của STB có thể được thay thế bằng một phiên bản được tải về. Điều này có thể được thực hiện bằng kỹ thuật bộ nạp an toàn Irdeto, sẽ thay thế một cách an toàn bộ nhớ

flash của STB bằng một phiên bản cập nhật. Số hiệu phiên bản và firmware đã được đăng ký, đảm bảo firmware không hợp pháp rất khó để có thể được cài đặt. Chức năng tải về an toàn còn tránh việc cài đặt các phiên bản cũ hơn của firmware.

6.3.2 Sự linh hoạt và khả năng mở rộng

Irdeto cung cấp các giao diện API mở và linh hoạt để tích hợp với nền tảng IPTV

dễ dàng. Irdeto còn đảm nhiệm một số việc tích hợp giải pháp IPTV CA của nó

với các sản phẩm từ một số bên thứ ba bán Middleware, STB và VOD.

Hỗ trợ sắp xếp dư thừa active-to-active hay active-to-standby

Hỗ trợ cả chuẩn MPEG-2 và H.264

Hỗ trợ cả chi phí hàng tháng hoặc phương thức nạp PPV

Đối với TV sống, không yêu cầu sự cho phép đảo ngược để thời gian sửa đổi

nhanh

Hệ thống có thể mở rộng hỗ trợ tới 1 triệu thuê bao

6.3.3 Trộn thời gian thực tốc độ cao

Trộn tải trọng IP

Đối với 1 bộ trộn IP, thông lượng lên tới 450Mbps

6.3.4 Yêu cầu băng thông thấp

Chấp thuận thuật toán mã hóa đối xứng như 3DES, khóa ngắn

Chấp thuận công nghệ trật tự lưỡng cực, sự cho phép làm mới nhanh.

Yêu cầu băng thông thấp đối với giải pháp IPTVCA

6.3.5 Các chức năng tin cậy của hệ thống

Dư thừa ứng dụng

Bộ quản lý dư thừa giám sát liên tục các thành phần phần mềm. Một thành phần hỏng hay không đáp ứng, bộ quản lý dư thừa sẽ dừng thành phần lỗi và thay nó bằng một cái mới,

Đề tài KC.01.14/06-10

60

đủ tin cậy để thay thế nó. Các giao dịch với cơ sở dữ liệu trong tiến trình trùng với thời điểm lỗi được lưu lại an toàn và thông tin giám sát tương ứng được ghi lại.

Hỗ trợ dư thừa mã hóa

Irdeto Plsys phụ thuộc vào các dịch vụ mã hóa an toàn được cung cấp bởi các bộ mã hóa

Irdeto. Tất cả thông tin liên lạc từ headend tới thẻ thông minh phụ thuộc vào sự sẵn sàng của ít nhất một bộ mã hóa. Bằng cách hỗ trợ cài đặt một bộ mã hóa Irdeto dư thừa, Plsys

có thể đảm bảo tính sẵn sàng cao của các dịch vụ mã hóa. Các bộ mã hóa được quản lý như là một tài nguyên chung, các thiết bị có thể được thêm vào hay dời đi trong khi Plsys đang chạy, việc nén tải được trải rộng trên tất cả các thiết bị chức năng, hệ thống dò tự

động và ngắt các thiết bị lỗi. Hỗ trợ dư thừa cho bộ ghép kênh

Irdeto Plsys có công cụ hỗ trợ thiết bị ghép kênh trong cấu hình chế độ chờ nóng (còn được biết đến như là dư thừa 1+1). Tất cả thông tin –EMMs, ECMs và SI được gửi tới bộ

ghép kênh sơ cấp, còn được gửi tới bộ ghép kênh thứ cấp. Lỗi trên thiết bị ghép kênh xảy ra một cách liền mạch theo quan điểm của hệ thống CA Dư thừa hệ thống

Chức năng này của Plsys cho phép hệ thống CA (phần cứng và phần mềm) được cấu hình cài đặt dư thừa. Mục đích của dư thừa hệ thồng là để có một sự thay thế có thể cho hệ

thống CA, có thể lấy được từ hệ thống CA sơ cấp trong trường hợp một lỗi xảy ra ở phần cứng hay phần mềm. Hệ thống CA thứ cấp tạm dừng trong trạng thái sẵn sàng chạy tiếp,

do đó khi hệ thống sơ cấp bị lỗi, hệ thống thứ cấp xuất hiện sau một khoảng thời gian rất nhỏ.

6.3.6 Các chức năng khác của hệ thống

Hỗ trợ các kịch bản lỗi :

Lỗi phần cứng server: lỗi của bất kì thàn phần phần cứng nào không dư

thừa của server đều có thể làm cho server không ổn định và gây cho hệ

điều hành và các ứng dụng bị lỗi. Các ví dụ gồm: lỗi bộ xử lý, mainboard,

bộ điều khiển RAID, nguồn…

Lỗi phần cứng mạng: các lỗi nghiêm trọng có thể còn mở rộng sang bất kỳ

thiết bị mạng nào đại diện cho một “điểm đơn lỗi”. Tường lửa, các bộ định

tuyến, các chuyển mạch, cable mạng và bất cứ thành phần nào trong mạng

có thể bị ảnh hưởng bởi lỗi hay mất nguồn. Các giao diện định biểu, quản

lý thuê bao, các bộ mã hóa Irdeto và các thiết bị ghép kênh (EMM, ECM,

SI) có thể bị ảnh hưởng bởi một lỗi bất kỳ.

Lỗi hệ điều hành: sự không ổn định của hệ điều hành có thể bị gây ra bởi

một chỗ hỏng của hệ điều hành, một ứng dụng xấu, phần cứng/driver

không tương thích…Phụ thuộc vào bản chất của lỗi, hệ điều hành có thể

Đề tài KC.01.14/06-10

61

khởi động lại, trở nên không ổn định (lặp lại sự cố của các dịch vụ lõi),

không có khả năng đáp ứng hay dừng hoàn toàn (hiển thị “blue screen”).

Lỗi hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu-Irdeto Plsys phụ thuộc cao vào DBMS bên dưới. Một

lỗi ảnh hưởng tới DBMS hay dữ liệu lưu trữ có thể gây nên các lỗi nghiêm trọng của các thành phần Plsys, và cuối cùng thậm chí làm sai hỏng dữ liệu của hệ thống CA. Các lỗi hệ thống gây ra từ một hay nhiều kịch bản trên cáo thể tự động được tìm ra bởi

Plsys, kết quả là một chuyển mạch tự động luân phiên từ hệ thống sơ cấp sang hệ thống tạm dừng. Thêm vào đó, nhà cung cấp có thể khởi tạo luân phiên thủ công.

Các server ứng dụng Plsys Irdeto sơ cấp và thứ cấp

Mỗi server ứng dụng đều cài đặt Irdeto Plsys, bao gồm một bộ điều khiển dư thừa hệ

thống. Hai bộ điều khiển dư thừa hệ thống cung cấp kỹ thuật để các server ứng dụng Plsys xác định mối quan hệ (sơ cấp, thứ cấp) và trạng thái làm việc (kích hoạt, lỗi…). Để đảm bảo sự tự ngắt thực thi trong thời gian ngắn nhất có thể, các ứng dụng Irdeto

Plsys trong hệ thống thứ cấp được khởi động trong trạng thái tạm dừng. Điều này cho phép bản sao nhị phân của các thành phần được tải trước, và việc khởi tạo đã được thực

hiện. Khi xảy ra tự ngắt, các ứng dụng Plsys trên hệ thống sơ cấp được chuyển sang trạng thái tạm dừng (nếu có thể), trong khi đó trên hệ thống thứ cấp, chúng được chuyển từ trạng thái tạm dừng sang trạng thái làm việc.

Các bộ mã hóa Irdeto Plsys

Các bộ mã hóa Irdeto Plsys (nhỏ nhất là 2) được chia sẻ bởi cả thiết lập Plsys sơ cấp và

thứ cấp. Các bộ mã hóa không bị ảnh hưởng bởi các ngắt dư thừa xảy ra trên các server ứng dụng hoặc các server cơ sở dữ liệu. Tất cả các hệ thống này đều duy trì kết nối hiệu

dụng với khối các bộ mã hóa. Mã hóa dư thừa được quản lý một cách riêng rẽ từ hệ thống dư thừa. Nhóm server cơ sở dữ liệu Irdeto Plsys

Dư thừa đối với cơ sở dữ liệu Irdeto Plsys đạt được qua nhóm server Window 2005. Mỗi nút trong nhóm chạy SQL Server 2005 Enterprise Edition™ trong cấu hình tích cực/bị

động. Đối với bên ngoài, nhóm thực thể được xem như một server đơn nhất (với địa chỉ IP ảo)

Hệ quản lý dư thừa trong Plsys giám sát liên tục tất cả các thành phần phần mềm nếu nó khởi động. Nếu một thành phần bị lỗi, hay không đáp ứng, hệ quản lý dư thừa sẽ dừng thành phần lỗi lại đảm bảo một cái mới, đáng tin cậy được tạo ra để thay thế. Giao dịch

với cơ sở dữ liệu đang trong quá trình xử lý khi xảy ra lỗi sẽ được lưu lại, đồng thời các thông tin giám sát tương ứng cũng sẽ được ghi lại.

7. STB

7.1 EC1308

7.1.1 Tổng quan

EC1308 là một Set-Top-Box hỗ trợ giải mã MPEG4 và H.264 SD. Nó còn hỗ trợ nâng cao khả năng cho các dịch vụ IPTV gồm Multicast, VOD và truy nhập Internet.

Đề tài KC.01.14/06-10

62

EC1308 giúp các nhà cung cấp dịch vụ giao nhận các dịch vụ đa phương tiện tới người dùng cuối, do đó làm tăng giá trị của nhà cung cấp mạng, giúp các nhà cung cấp tăng

doanh thu, làm giảm sự thay đổi của khách hàng. Nó còn cung cấp cho các thuê bao sự trải nghiệm riêng và linh hoạt hơn.

7.1.2 Chức năng cơ bản

Điều khiển từ xa

Điều khiển từ xa lấy các khóa từ khối TV

Giao diện tiếng Anh và tiếng Trung (tiếng địa phương có thể tùy biến)

Thành phần PiP, PVR độc lập, mở Live TV, VoD, TSTV chỉ sử dụng một

phím

Giải mã H.264/AVC MPEG4 SD, định dạng giải mã nâng cao

Tối đa băng thông hiệu quả

Kiến trúc có thể mở rộng được, thiết

kế codec linh hoạt cung cấp tùy

chọn sử dụng MPEG4, H.264/AVC

đáp ứng được sự gia tăng của các

yêu cầu

Bảo vệ vốn đầu tư và mở rộng sản

phẩm

Hỗ trợ bảo vệ nội dung

Việc bảo vệ nội dung không sử dụng thẻ thông minh và các giải pháp quản

lý quyền cho phép khách hàng chọn lựa mức độ an toàn thích hợp theo

yêu cầu của họ

Tương thích đầy đủ với các giao thức quốc tế mở

Sản phẩm tương thích đầy đủ với các giao thức quốc tế mở trong nhiều

khía cạnh, chẳng hạn như các chuẩn trình duyệt, các chuẩn ứng dụng và

chuẩn Internet


Công nghệ sản xuất phần mềm dựa trên các chuẩn mở như Linux hay

HTML

Giao diện người dùng thiết kế để có thể được mở rộng. Để tăng tính linh

hoạt trong việc tạo các ứng dụng tùy biến, có thể sử dụng ADK và SDK

Đề tài KC.01.14/06-10

63

Hỗ trợ các trình duyệt

Sản phẩm hỗ trợ việc chọn lựa nhúng các trình duyệt: HTML4.0,

JavaScript 1.5, HTTP 1.1, CSS2.0, Java applet, Web Cookies

Định dạng ảnh: GIF, JPEG, BMP, PNG

Hỗ trợ đa ngôn ngữ

Quản lý từ xa và nâng cấp phần mềm online

Nâng cấp Codec tập trung hóa

Chế độ đầu ra Video và Audio

Video: kết hợp, , S-video, HDMI

Audio: audio tương tự không cân bằng, audio số S/PDIF

Plug&Play, cài đặt và thiết lập đơn giản


Hỗ trợ giải mã IPEG bổ sung bằng phần cứng

Hỗ trợ bổ sung bytecode Java

Hỗ trợ đầu cuối Middleware

7.2 EC2108

7.2.1 Tổng quan

EC2108 là một Set-Top-Box dựa trên IP hỗ trợ giải mã MPEG2, H.264 HD/SD. Nó còn hỗ trợ nâng cao khả năng cho các dịch vụ IPTV gồm Multicast, VOD và truy nhập

Internet. EC1308 giúp các nhà cung cấp dịch vụ giao nhận các dịch vụ đa phương tiện tới người

dùng cuối, do đó làm tăng giá trị MTS mạng, giúp MTS tăng doanh thu, làm giảm sự thay đổi của khách hàng. Nó còn cung cấp cho các thuê bao sự trả i nghiệm riêng và linh hoạt hơn.


Giải mã MPEG2 H.264/AVC

Tối đa hiệu năng của băng thông


Kiến trúc có thể mở rộng được, thiết kế codec linh hoạt cung cấp tùy chọn

sử dụng MPEG2, H.264/AVC đáp ứng được sự gia tăng của các yêu cầu

Đề tài KC.01.14/06-10

64


Nâng cao chất lượng video

Có thể tiến tới hiển thị độ

phân giải cao.


Các đầu ra Audio và Video linh

hoạt

Plug & Play, cài đặt và thiết lập

đơn giản

Quản lý từ xa và nâng cấp phần

mềm online

Tương thích đầy đủ với giao thức quốc tế mở

Tài liệu API hoàn thiện, dễ tích hợp, hỗ trợ phát triển các ứng dụng

Hỗ trợ dải rộng Video Server, Middleware và các giải pháp bảo vệ nội dung

Tối ưu hóa chi phí cho công nghệ và thiết kế, chi phí đào tạo thấp

7.3 EC2118

7.3.1 Tổng quan


Giải mã MPEG2 H.264/AVC HD/SD



Ổ cứng 2.5inch, 160 G với giao diện

SATA 2.5

Quản lý từ xa và nâng cấp phần mềm

Online

Tài liệu API hoàn thiện, dễ dàng tích

hợp, hỗ trợ phát triển các ứng dụng

Đề tài KC.01.14/06-10

65

7.4 H3100

7.4.1 Tổng quan

H3100 của đối tác công nghệ là một phần của mô hình kép set-top-box số nối dây. STB

này hỗ trợ chương trình truyền hình số có dây (tương thích với chuẩn DVB-C/MPEG ), và hỗ trợ MPEG2, H.264, có thể cung cấp BTV, NVOD, VOD, Time_shift TV, TVOD…

Nhà cung cấp có thể cung cấp chương trình số có dây thông qua H3100 tới đầu cuối người dùng, cũng như các dịch vụ đa phương tiện tương tác, do đó đẩy mạnh giá trị của các ứng dụng có dây, tăng lợi nhuận kinh doanh cho nhà cung cấp, tránh thất thoát người

dùng, mang lại cho người dùng các dịch vụ multimedia cá nhân và linh hoạt hơn.

Hình 7-1: set-top-box H3100

7.4.2 Chức năng chính

Xem các chương trình truyền hình số chuẩn

Hỗ trợ mô hình kép chức năng đồng nhất, ví dụ như VOD, TSTV, TVOD và

nPVR

Theo chuẩn DVB-C/MPEG

Tích hợp trình duyệt iPanel2.0

Hỗ trợ hệ thống nhận có điều kiện của Irdeto CA

Hỗ trợ NVOD

EPG hoàn thiện

Chức năng tìm kiếm dạng NIT

Hỗ trợ chức năng khóa chương trình

Nhúng bộ nap, hỗ trợ thực hiện thủ tục từ xa

Đầu ra là âm thanh ba chiều độ trung thực cao

7.4.3 Chức năng quản lý

DHCP, kết nối IP tĩnh

Hỗ trợ DNS

Hỗ trợ tên miền tới trang chủ , server quảng cáo, NTP server…

Đề tài KC.01.14/06-10

66

Bộ hai mô hình STB cục bộ và cự ly xa

Hỗ trợ thông qua thiết bị điều khiển từ xa hướng tới set-top box số có dây mô hình kép như các thông số mạng, địa chỉ server, thông số video …. Hỗ trợ truyền đi mã hóa password người dùng

Hỗ trợ xác định chế độ truyền đi các chỉ dẫn và văn bản đã bị xáo trộn, tránh trường hợp số tài khoản bị đánh cắp.

Đánh giá được điều kiện dịch vụ của người dùng

Kiểm tra tình trạng hiện tại dịch vụ của người dùng, như lựa chọn thời điểm hết hạn,

dừng sử dụng…

7.4.4 Chức năng duy trì

Nâng cấp cục bộ, nâng cấp cự ly xa

Thúc đẩy chống lại khôi phục, bảo vệ đặc biệt. Tải được backup kép, bất kể khi

đèn flash hỏng, sau khi restart có thể khôi phục hệ thống từ server từ xa

7.4.5 Đặc điểm giao diện

Mô hình STB có dây H3100 cung cấp một ổ cắm thẻ IC bên cạnh bảng điện ở mặt trước

(biểu diễn trong hình vẽ), bảng điện phía sau có thể hỗ trợ nhiều loại kết nối ngoại vi khác:

Hình 7-2: Bảng điện mặt sau H3100

Item Tên Số lượng Mô tả chức năng

1 Đầu vào tín hiệu 1 Kết nối cổng đầu vào tín hiệu CATV

2 Đầu ra tín hiệu 1 Có thể kết nối với cổng đầu vào anten vô tuyến hoặc các bộ thu khác

3 USB2.0 2 Các chức năng mở rộng chẳng hạn như các khối bên ngoài dịch chuyển ổ cứng, U plate, card mạng wifi…

4 Video 1 Cổng ra của tín hiệu video phức

5 YPbPr 3 Tần số Video tương thích với giao

diện đầu ra thành phần

Đề tài KC.01.14/06-10

67

6 Audio(L/R) 2 Giao diện đầu ra Audio (L/R)

7 Optical 1 Giao diện đầu ra quang Audio số

8 RJ45 1 Giao diện RJ45 Ethernet

9 Cổng nối tiếp 1 Kết nối tới chương trình chẩn đoán, sửa lỗi và nâng cấp

10 Đường nối nguồn 1 Nối với nguồn cấp xoay chiều 100-

240V, 50 hoặc 60Hz

8. Tích hợp

Việc tích hợp với BOSS/OSS của nhà cung cấp giúp cho các dịch vụ IPTV như Broadcast, VoD và Pay-Per-View, cũng như các phương thức định giá linh hoạt được

triển khai một cách nhanh chóng và dễ dàng. Việc tích hợp nói chung được thể hiện trong các chức năng sau:

Đồng bộ hóa sản phẩm tự động

Đồng bộ hóa thuê bao tự động

Xác thực

Giao dịch thanh toán tự động

Biểu đồ sau biểu diễn giao diện giữa BOSS/OSS của nhà cung cấp và nền tảng quản lý hợp nhất của đối tác công nghệ IPTV

Hình 8-1: Giao diện giữa BOSS/OSS của nhà cung cấp và IPTV

Trong hình vẽ trên, khối màu hồng biểu diễn các thành phần của BOSS hay OSS được đưa ra bởi nhà cung cấp, các khối màu xanh biểu diễn các thành phần của đối tác công nghệ IPTV

Bảng sau biểu diễn tóm tắt các chức năng của BOSS và nền tảng IPTV cùng các loại giao diện

Đề tài KC.01.14/06-10

68

Chức năng Các hệ thống Loại giao diện Mô tả

Đồng bộ hóa sản phẩm BOSSIPTV SOAP Thêm sản phẩm

Chỉnh sửa

Xóa

Tạm dừng

Tiếp tục

Đồng bộ hóa thuê bao BOSSIPTV SOAP Thêm người dùng

Xóa người dùng

Chỉnh sửa thông tin

người dùng

Tạm dừng người dùng

Giao dịch thanh toán BOSSIPTV FTP Thanh toán quyết toán

của người dùng gửi tới

BOSS

Kiểm tra cân bằng BOSSIPTV SOAP Dịch vụ trả trước

Đồng bộ hóa cân bằng

tài chính người dùng

8.1 Chế độ định mức

Các file batch được sử dụng để thông báo cước phí phải trả. Sau đây là một vài mô hình định giá được áp dụng cho giải pháp IPTV:

Thuê bao theo tháng

Tương tự như kênh thuê bao theo tháng. Bằng cách trả các chi phí theo tháng, người dùng cuối có thể xem các chương trình VOD tại bất kỳ thời điểm nào trong tháng.

Pay per view

Đây là mô hình Pay As You Go . Bất kỳ khi nào bạn xem một chương trình, bạn phải trả

một khoản chi phí cho nó. Thuê bao theo tháng được sử dụng cho thuê bao cho thuê. Ví dụ như, nếu một người

dùng đã thuê bao một sản phẩm, sau đó hệ thống quản lý trung gian (Middleware) sẽ tạo ra dung lượng thuê cho người dùng đó theo tháng. Nhà cung cấp dịch vụ có thể tạo ra dung lượng thuê bao ở ngày thuê đầu tiên ( trả trước) hay ngày thuê cuối ( trả sau). Hệ

thống thanh toán sẽ áp dụng chi phí thuê bao với hóa đơn dịch vụ của nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) dựa trên ngày hóa đơn của người dùng. Hệ thống thanh toán sẽ tính toán

chi phí theo hình thức tỷ lệ nếu có thể.

Đề tài KC.01.14/06-10

69

Pay per view được sử dụng cho các giao dịch tạm thời như PPV, VOD hay chơi game, hoặc vé VOD. Middleware sẽ gửi chi phí sử dụng cho hệ thống thanh toán trong một

khoảng thời gian cho trước, chẳng hạn khoảng thời gian 15 phút.

8.2 Chế độ thanh toán

Dịch vụ IPTV hỗ trợ các hình thức thanh toán trả sau và trả trước:

Trả sau

Phương thức thanh toán sau cho phép người dùng cuối sử dụng dịch vụ IPTV và trả

những gì họ đã sử dụng sau ngày thanh toán Trả trước

Các tài khoản trả trước hỗ trợ bởi dịch vụ IPTV. Bao gồm tất cả phạm vi của hệ thống thanh toán trước gồm sự quản lý cân bằng, sự giảm đi hay tăng lên ( tự động hay thủ

công).

8.3 Chiến lược định giá linh hoạt

Nói chung, chương trình, dịch vụ và sản phẩm cấu thành từ các khối kiến trúc cơ bản của

dịch vụ IPTV. Đối với mỗi khối kiến trúc, có một dải đầy đủ các công cụ trong Middleware phục vụ cho việc quản lý và xác định dịch vụ. Biểu đồ sau cung cấp cái nhìn tổng quan cho các khối kiến trúc dịch vụ IPTV và các thành phần liên quan tới chúng.

Một hoặc nhiều chương trình đóng gói trong một dịch vụ, một hoặc nhiều dịch vụ

đóng gói trong một gói dịch vụ, một gói dịch vụ cùng với một chiến lược định

giá tạo nên một sản phẩm

Sự kết hợp linh hoạt trong số các chương trình, các dịch vụ, các gói dịch vụ và

các chiến lược định giá tạo ra các chuỗi sản phẩm hấp dẫn.

Đối tác công nghệ IPTV BSS hỗ trợ các sản phẩm một cách linh hoạt nhằm làm

phong phú thị trường

Đề tài KC.01.14/06-10

70

8.4 Đồng bộ hóa sản phẩm IPTV

Sự tích hợp giữa BOSS kế thừa và IPTV còn được sử dụng để hỗ trợ việc thiết lập, kiểm

tra và đóng gói các sản phẩm IPTV. Đối tác công nghệ IPTV BSS có thể giải quyết được sự phức tạp trong việc xây dựng sản phẩm. BOSS của nhà cung cấp không cần phải hiểu được mối quan hệ giữa các sản

phẩm, dịch vụ và chiến lược định giá, điều này đã có ở BOSS kế thừa, đơn giản để có thể triển khai nhanh dịch vụ IPTV trên thị trường.

Việc thiết lập, chỉnh sửa và bỏ đi sản phẩm IPTV cần được thực hiện bở i BOSS Legacy, sau đó được đồng bộ với nền tảng IPTV. Biểu đồ sau mô tả luồng thực hiện việc đồng bộ hóa sản phẩm IPTV.

Đề tài KC.01.14/06-10

71

8.5 Đồng bộ hóa thuê bao

Sự tích hợp giữa BSS và IPTV chủ yểu được sử dụng để hỗ trợ cho việc thiết lập, kiểm tra và đóng gói các thông tin cá nhân của người dùng IPTV. Đối tác công nghệ IPTV BSS hỗ trợ cho việc duy trì các quan hệ khách hàng phức tạp, chẳng hạn như sự phân

cấp, sắp xếp để có thể tổ chức, xác định mối quan hệ giữa các khác hàng. Bằng cách kết hợp với đối tác công nghệ quản lý đồng bộ IPTV, các nhà cung cấp có thể thiết kế các

chiến lược dịch vụ linh hoạt. Biểu đồ sau biểu diễn một ví dụ quan hệ tài khoản thuê bao

Đề tài KC.01.14/06-10

72

Sự kết hợp giữa BSS kế thừa và IPTV thể hiện sự đồng bộ hóa thuê bao được biểu diễn trong biểu đồ sau:

8.6 Giao dịch thanh toán

IPTV BSS hỗ trợ việc tổng hợp hóa đơn của các khách hàng và chuyển chúng tới BOSS kế thừa. Nó còn có thể gửi đi CDR (call detail record) tới BOSS kế thừa để quyế t toán.

Giao diện của giao dịch thanh toán sử dụng FTP.

Đề tài KC.01.14/06-10

73

8.7 Kiểm tra bản quyết toán

Giao diện kiểm tra bản quyết toán của thuê bao giữa IPTV và BOSS có thể giúp cho nhà

cung cấp dịch vụ điều chỉnh dịch vụ trả trước. Sau khi xác thực thuê bao, IPTV BSS truy lại bản quyết toán của người dùng. Nếu thuê bao sử dụng sản phẩm online, IPTV BSS sẽ trừ đi một lượng từ bản quyết toán của người dùng.

9. Hệ thống quản lý IPTV

I2000, hệ thống quản lý nền tảng IPTV của đối tác công nghệ là sự dự phòng của trung tâm điều khiển IPTV của IPTV Platform từ một điểm. Tất cả các sản phẩm bao gồm

Middleware, MDN, CAS, Headend được quản lý từ một điểm bởi hệ thống quản lý I2000. Nó cho phép nhà cung cấp điều khiển từ xa, cấu hình, điều khiển, cảnh báo thời gian thực và theo dõi hiệu năng của tất cả các sản phẩm mạng.

Đề tài KC.01.14/06-10

74

Các chức năng hệ thống quản lý IPTV I2000 hỗ trợ: Cấu hình

Hiệu năng

Log

Cảnh báo

Bảo mật

9.1 Quản lý cấu hình

Chức năng quản lý cấu hình cho phép bạn thực hiện cấu hình: Các thiết bị của hệ thống MDN và Middleware như MM, RRS, UM, ES, CS, DB, CMS, EPG, Upgrade server, Middleware Management Server.

Domain name server (DNS) của RRS

Chính sách định biểu cục bộ của RRS

Chính sách định biểu toàn cục của RRS

Bộ thích ứng đa mạng của ESs

Tương quan Topology

Cấu hình tương quan topology chủ yếu tập trung vào việc thiết lập liên kết giữa MS và UM

9.2 Quản lý hiệu năng

Chức năng quản lý hiệu năng cho phép thực hiện các hoạt động sau: Giám sát thu thập thống kê về các thiết bị trong MDN và hệ thống Middleware

trong thời gian thực

Thu thập và xử lý dữ liệu

Thống kê và biểu diễn theo dạng biểu đồ hoặc bảng

Do đó bạn có thể quan sát được trạng thái làm việc của thiết bị một cách rõ ràng.

Chức năng quản lý hiển thị cho phép phân tích mạng dựa trên việc thu thập dữ liệu của các thiết bị. Thông qua chức năng này, bạn có thể tìm ra được các điểm bottleneck hay

faults của mạng, do đó có thể đưa ra các chính sách thích hợp để tối ưu hiệu năng mạng

9.3 Quản lý nhật ký

Nhật ký là nguồn chính để người dùng tập hợp thông tin hỏng hóc và là công cụ chính để

các kỹ sư bảo trì tìm ra điểm hỏng hóc Các chức năng của quản lý nhật ký giúp bạn tìm kiếm, hủy và đưa ra nhật ký như sau: Nhật ký thi hành dịch vụ của các thiết bị MDN và Middleware

Nhật ký quản lý thiết bị của các thiết bị MDN và Middleware

Đề tài KC.01.14/06-10

75

Nhật ký làm việc của các user I2000

9.4 Quản lý cảnh báo

Quản lý cảnh báo hướng tới quá trình quản lý và duy trì thông tin cảnh báo của hệ thống. Quản lý cảnh báo của I2000 cho phép bạn quản lý thông tin cảnh báo trong suốt quá trình

hoạt động của hệ thống MDN. Các chức năng quản lý cảnh báo: Quản lý cảnh báo thời gian thực

Tìm kiếm lịch sử cảnh báo

Xác nhận và hủy cảnh báo

Duy trì thư viện thông tin cảnh báo

Cấu hình chính sách báo cáo cảnh báo

Tạo dữ liệu cảnh báo


Cảnh báo thời gian thực Quản lý các thông tin cảnh báo thời gian thực được tạo ra

trên các thiết bị MDN/MEM/CAS/IDR/Encoder, quan sát và xác nhận các cảnh báo thời gian thực

Kiểm tra cảnh báo Quản lý thông tin về lịch sử cảnh báo được tạo ra trên các

thiết bị MDN/MEM/CAS/IDR/Encoder, quan sát, xác nhận và hủy lịch sử các cảnh báo

Duy trì cảnh báo Quan sát các đề xuất cho việc khôi phục cảnh báo chung và duy trì thư viện thông tin cảnh báo


Chính sách báo cáo cảnh báo

Thiết lập cấp độ và ngưỡng cho báo cáo cảnh báo cũng như loại bộ lọc của cảnh báo

Dịch chuyển báo hiệu Tạo ra dữ liệu cảnh báo trong cơ sở dữ liệu để lưu trữ thông tin cảnh báo trong một thời gian dài

9.5 Quản lý bảo mật

Quản lý bảo mật trên OMC bao gồm một số chức năng phụ sau:

Quản lý người dùng

Quản lý nhóm người dùng

Quản lý hoạt động

Quản lý khối hoạt động


Quản lý người dung Chức năng quản lý thông tin người dung cho phép quản

Đề tài KC.01.14/06-10

76

lý thông tin và các quyền của người dùng OMC. Trên cơ sở các quyền của người dùng, người dúng có thể thực hiện được một số hay tất cả các hoạt động sau:

Chỉnh sửa thông tin và password của người dùng hiện tại Xem xét thông tin người dùng

Thêm người dùng mới Hủy người dùng Thêm vào đó, người dùng cao cấp có thể chỉnh sửa thông

tin của những người dùng khác Bạn có thể gán sự cho phép đối với các người dùng.

Trong trường hợp này, sự cho phép một người dùng là sự kết hợp giữa các quyền của nhóm người dùng chứa người dùng đó và những quyền được gán trực tiếp cho

người dùng đó

Quản lý nhóm người dung Nhóm người dùng là một tập hợp của các khối hoạt động. Khi một hay nhiều nhóm người dùng được gán cho

một người dùng, người dùng có tất cả các quyền của nhóm người dùng này

Quản lý hoạt động Hoạt động là một chuỗi các hành động biểu diễn một đối

tượng. Một hoạt động có thể bao gồm bốn sự cho phép, thêm, xóa, xem và chỉnh sửa

Quản lý khối hoạt động Khối hoạt động là một khối của một hay nhiều hoạt động. Một hay nhiều khối hoạt động có thể được gán cho

một nhóm người dùng. Do đó, nhóm người dùng có tất cả các quyền của các khối hoạt động này.

Đề tài KC.01.14/06-10

77

10. Luồng vận hành dịch vụ IPTV

10.1 Luồng vận hành sản phẩm IPTV

Đề tài KC.01.14/06-10

78

10.2 Luồng vận hành dự phòng cho thuê bao

10.3 Luồng vận hành thanh toán, quyền hạn và xác thực người dùng

Đề tài KC.01.14/06-10

79

11. Các dịch vụ mới của đối tác công nghệ IPTV

11.1 Dịch vụ TVOD

Các media server ghi lại các chương trình của kênh sống và tạo ra file media. Các thuê bao có thể yêu cầu các chương trình đã được phát trên kênh sống cách đó vài ngày (nói

chung, cách khoảng 7 ngày). Trải nghiệm này giống như xem nội dung VOD.

11.2 Dịch vụ TSTV

TSTV còn được gọi là Pause Live TV (PLTV). Khi xem nội dung sống, các thuê bao có thể pause, seek, rewind hay forward nội dung được phát cách đó một khoảng thời gian nhất định (thông thường khoảng 45 phút đến cách đó 2 giờ).

Dịch vụ TSTV cung cấp một lựa chọn mới cho các thuê bao. Các thuê bao có thể phát lại các chương trình mà họ muốn.

Biểu đồ sau biển diễn hoạt động của TSTV

Đề tài KC.01.14/06-10

80

11.3 Dịch vụ nPVR

PVR trên cơ sở mạng. Tương tự như PVR, nhưng nội dung được lưu trên phần tử mạng thay thế CPE. Dịch vụ nPVR là một dịch vụ cá nhân cao cấp đối với các thuê bao. Các thuê bao có thể đăng ký trước các chương trình bằng cách duyệt qua danh sách chương

trình trong tương lai. Ví dụ như, một người dùng xem qua danh sách chương trình của ngày hôm sau, rất hứng thú với một trận bóng đá, vì vậy, anh ta đăng ký trước dịch vụ

nPVR, sau đó, khi trở về nhà vào tối ngày hôm sau, chương trình này đã được ghi lại và có thể xem chương trình này trong vòng vào ngày tới. Khi các chương trình đã được phát đi trên hệ thống IPTV, mỗi chương trình có thể được

lựa chọn để hỗ trợ dịch vụ nPVR hoặc không, và mỗi chương trình tương ứng với các sản phẩm như sau:

Định biểu chương trình

Danh sách chương trình Hỗ trợ nPVR hay không

Sản phẩm

10:00~11:00 Morning News Yes “Happy nPVR”

11:10~12:00 Talk show No No

12:05~14:00 Cartoon Time Yes “Children nPVR”

14:20~16:00 World geography magagine Yes “Happy nPVR”

Khi các thuê bao xem thông qua các trang EPG, anh ta có thể chọn một chương trình hỗ trợ dịch vụ nPVR để đăng ký sử dụng sản phẩm này.

Đề tài KC.01.14/06-10

81

Các thuê bao có thể xem chương trình đã được ghi qua các trang EPG. Cũng giống như

mô tả trong hình vẽ dưới đây:

Luồng vận hành được biểu diễn như sau:

11.4 Dịch vụ IPPV

Impulse pay per view (IPPV) cho phép người dùng cuối đăng ký các kênh chương trình TV ngẫu nhiên dưới hình thức pay-per-view .

Người dùng cuối có thể chọn chương trình trên kênh TV thông qua EPG sau đó xem chương trình đó. Chức năng này cho phép người dùng xem chương trình mà anh ta quan

tâm thay vì thuê toàn bộ các kênh.

Đề tài KC.01.14/06-10

82

11.5 Dịch vụ giá trị gia tăng

Các dịch vụ giá trị gia tăng trở thành điểm nóng của các nhà cung cấp nhằm thu lợi nhuận

cao hơn từ các dịch vụ IPTV. Sự cạnh tranh của ngành công nghiệp băng rộng bắt đầu từ cuộc cạnh tranh đơn thuần về số lượng người dùng tới cạnh tranh về việc tăng dần yêu cầu của người dùng đối với các nội dung thông qua việc phát triển ứng dụng băng rộng

một cách sáng tạo. 3rd-SP có khả năng đáp ứng cho hoạt động và vận hành của dịch vụ. Các nhà cung cấp

đưa ra nền tảng hoàn chỉnh và tin cậy cho SP lắp đặt, quản lý và vận hành dịch vụ. Nền tảng của đối tác công nghệ linh hoạt và mở đối với nhà cung cấp để dễ dàng tích hợp với 3rd SP triển khai các dịch vụ giá trị gia tăng như: duyệt thông tin, duyệt web.

Biểu đồ mô tả tóm tắt luồng vận hành khi duyệt thông tin Biểu đồ mô tả tóm tắt luồng vận hành của VAS

1) Carrier operator xác định cổng vào của VAS trong hệ thống CMS

2) CMS thông báo cổng vào cho giải pháp IPTV, do đó người dùng có thể thấy VAS

trên EPG

3) Carrier Operator đóng gói VAS vào trong một sản phẩm, vì vậy người dùng có

thể đăng ký VAS

4) Nhà cung cấp có thể phục vụ VAS cho người dùng cuối

5) BSS đồng bộ hóa thuê bao cho giải pháp IPTV

6) Người dùng cuối gửi đi một yêu cầu VAS cho giải pháp IPTV

7) Giải pháp IPTV cho phép yêu cầu

8) Sau quá trình xác thực thành công, giải pháp IPTV gửi lại yêu cầu cho hệ thống

VAS. Vận hành từ CPs có thể quản lý nội dung VAS..

Đề tài KC.01.14/06-10

83

11.5.1 Các dịch vụ giá trị gia tăng cơ bản trong pha 1

Tin tức theo yêu cầu (News on Demand)

Người dùng IPTV có thể duyệt qua các trang thông tin và hình ảnh trên TV được phát đi bởi NEWS Group quốc tế hay địa phương, chẳng hạn như: Thông báo các tin tức cập nhật

Các tin tức giải trí

Các tin tức tài chính

Các đối tác công nghệ cung cấp hệ thống dịch vụ này và tài liệu giao diện hệ thống nhằm

hỗ trợ việc tích hợp tùy biến dịch vụ này. Việc tùy biến cần tìm được đối tác SP cung cấp phần cứng, phần mềm và bản quyền dịch vụ. Duyệt Web

Các thuê bao IPTV có thể sử dụng dịch vụ duyệt Web trên TV, nhà cung cấp đưa ra nền tảng hoàn chỉnh và đáng tin cậy cho SP thiết lập, quản lý và điều hành dịch vụ.

Đối tác công nghệ cung cấp hệ thống phục vụ dịch vụ này, và tài liệu về giao diện hệ thống nhằm hỗ trợ việc tích hợp tùy biến dịch vụ này. Việc tùy biến sẽ tìm đối tác SP cung cấp phần cứng, phần mềm và bản quyền dịch vụ.

TV-mail

SP chịu trách nhiệm điều hành và vận hành dịch vụ. Nhà cung cấp đưa ra nền tảng hoàn

chỉnh và đáng tin cậy cho SP thiết lập, quản lý và điều hành dịch vụ. Đối tác công nghệ cung cấp hệ thống phục vụ dịch vụ này, và tài liệu về giao diện hệ thống nhằm hỗ trợ việc tích hợp tùy biến dịch vụ này. Việc tùy biến sẽ tìm đối tác SP

cung cấp phần cứng, phần mềm và bản quyền dịch vụ. Người dùng có thể gửi và nhận email thông qua EPG

11.5.2 Mở rộng dịch vụ giá trị gia tăng (VAS) trong pha 2-5

Life Affairs information (optional)

Người có thể tìm thấy thông tin dự báo thời tiết của địa phương,

Đề tài KC.01.14/06-10

84

Cuisine information (optional)

Người dùng có thể tìm xem chương trình dạy nấu ăn, quảng cáo.

Game tương tác (optional)

Games platform cung cấp các dịch vụ sau: Cung cấp các trò chơi offline hay online

Thông qua IPTV platform để tham gia chơi

Quản lý game

Ủy quyền và xác thực game

Game EPG main page:

Đề tài KC.01.14/06-10

85

Danh sách các Game offline

Tetris

Giới thiệu: Tetris là trò chơi offline truyền thống, ban đầu được tạo ra bởi Alex Pajitnov,

người Nga. Trò chơi này dường như rất đơn giản, tuy nhiên nó lại rất hấp dẫn. Bạn cần thay đổi của các khối và đặt chúng vào đúng vị trí nhanh nhất có thể, như vậy bạn sẽ

được điểm và vượt qua level.

Đề tài KC.01.14/06-10

86

Connection

Giới thiệu: Connection là trò chơi offline rất phổ biến. Luật chơi rất đơn giản, bạn chỉ cần tìm hai item giống nhau và nối chúng lại bằng cách bấm các phím trực tiếp trên điều

khiển từ xa, nếu liên kết này nhỏ hơn hai điểm góc, và không có bất kỳ item nào giữa chúng, hai item được chọn sẽ biến mất, khi tất cả các item biến mất, bạn đã vượt qua level hiện tại.

Move&Explode

Giới thiệu: có nhiều item, bạn phải di chuyển một trong số chúng để ba hay nhiều hơn các item trên cùng một đường thẳng, các item này sẽ nổ và số điểm nhận được tương ứng

với số item biến mất.

Đề tài KC.01.14/06-10

87

Memory

Giới thiệu: “High-speed memory” là trò chơi để kiểm tra khả năng ghi nhớ của bạn, bạn

phải nhớ đúng vị trí của tất cả các item, có một cặp item giống nhau, khi một trong số chúng hiện ra, bạn phải di chuyển tới đúng vị trí của cái khác, nếu đúng bạn sẽ được

điểm, ngược lại bạn sẽ không thể vượt qua được.

Bubbles

Giới thiệu: “Bubbles” là một trò chơi offline vui. Các bong bóng được tạo ra một cách tự động từ phía trên, trong cùng một thời điểm, bạn có thể bắn một vài trong số chúng bằng

cách tạo ba hay nhiều hơn các bong bóng cùng màu trên cùng một đường, nếu còn ít nhất một bong bóng cuối cùng ở bên dưới, bạn sẽ thua cuộc.

Đề tài KC.01.14/06-10

88

Danh sách Game online

Chess

Giới thiệu: Chess là trò chơi giải trí và cạnh tranh giữa hai người chơi. Trò chơi sử dụng một bàn cờ 64 ô vuông được sắp xếp dạng lưới 8 x 8. Khi bắt đầu, mỗi người chơi ( một

người điều khiển quân trắng, một người điều khiển quân đen) điều khiển 16 quân cờ gồm: một vua, một hậu, hai xe, hai mã, hai sĩ và 8 tốt. Mục tiêu của trò chơi là c hiếu tướng vào vua bằng cách nào đó để vua không có cách nào di chuyển sang vị trí mới

Đề tài KC.01.14/06-10

89

Checkers

Giới thiệu: Checkers, được biết tới như là Draughts ở Anh hay một số vùng khác, hay còn được gọi là American checkers, straight checkers, hay simply checkers, có dạng một trò

chơi trên bảng vẽ, được chơi trên một bản 8x8 với 12 quân cờ mỗi phía, chỉ có thể bắt đầu di chuyển và ăn theo đường chéo về phía trước. Chỉ khi nào một quân cờ là vua thì mới có thể di chuyển về phía trước hoặc sau.

Chinese checkers

Chinese Checkers có thể chơi với hai tới 6 người chơi. Nó là một biến thể của Halma, mục tiêu của trò chơi là thay thế một trong số các quân cờ tại góc đối diện với vị trí bắt đầu chỉ bằng một lần di chuyển hoặc nhảy qua các quân cờ khác.

Bridge

Giới thiệu: Contract bridge, thông thường được gọi là Bridge. Có 4 người chơi được chia

thành 2 đội, ngồi ở vị trí đối diện nhau trên cùng một bàn.

Đề tài KC.01.14/06-10

90

ShowHand

Giới thiệu: ShowHand bản chất là trò chơi 5 thẻ trụ được chơi chủ yếu tại Trung Quốc và

Hồng Kông. Một dạng chính đó thứ tự theo đó lượt đi thứ ba và những quân bài sau đó được mở ra người chơi với cây mạnh nhất sẽ đưa ra để được đi trước. Trong lượt thứ năm người chơi có bộ mạnh nhất sẽ được chỉ định (ví dụ như bốn cây nhép được gọi là flush)

được đi trước. Một dạng khác duy nhất là bộ A2345 liền mạch và bộ liền mạch cùng màu được coi là bộ mạnh nhất. Khi một người chơi tuyên bố Showhand khi anh ta đặt hết tất

cả những gì mình có. Trong khi dạng bài 5 lá này vẫn được chơi tại Châu Á ngày nay thì nó không được chơi tại phương Tây, tại đây nó được thay thế bằng kiểu chơi 7 lá và dạng bài Texas Hold’em

Black jack

Giới thiệu: Blackjack (còn được biết tới là Twenty-one, Vingt-et-un), hay Pontoon phổ biến trong các casino trên thế giới. Phần lớn tính phổ biến của blackjack là do việc pha trộn giữa cơ hội và các kỹ năng và việc công khai thông báo tính toán xung quanh quân

bài ( tính toán xác suất thắng lợi dựa trên tỉ lệ quân bài cao so với quân thấp)

Đề tài KC.01.14/06-10

91

12. Giải pháp bảo mật cho hệ thống

12.1 Tất cả hệ thống IPTV đều chấp nhận sự dư thừa

Tất cả các hệ thống IPTV con đều chấp nhận mô hình dư thừa nhằm đạt độ tin cậy cao. Nó luôn được đảm bảo hoạt động 24h trong 7 ngày.

12.2 Tất cả các hệ thống IPTV được bảo vệ bởi tường lửa

Hệ thống IPTV được phân chia thành hai mảng: mảng dịch vụ và mảng báo hiệu. Giao dịch báo hiệu phía sau tường lửa, bảo vệ cho các thiết bị lõi.

12.3 Tất cả các hệ thống IPTV đều được cài đặt phần mềm diệt virus

Toàn bộ hệ thống được cấu hình với phần mềm diệt virus Trend đảm bảo hiệu năng của hệ thống.

12.4 Backup dữ liệu chính

Tất cả các dữ liệu khóa đều được sao lưu để đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu

12.5 Bảo mật

Tất cả các hệ thống đều được bảo vệ bởi username và password. Tất cả các nhà cung cấp đều thiết lập các vai trò để hạn chế truy nhập.

Đề tài KC.01.14/06-10

92

13. Dự án IPTV

13.1 Tổng quan dự án IPTV

MKM IPTV là một dự án cấp quốc gia, có mục đích xác định và thử nghiệm một hệ thống TV có tính chất quốc gia dựa trên IP trên một mạng riêng. Trong tương lai, hệ

thống còn có thể cung cấp dịch vụ Quart-play( hay Multi-play), bao gồm Voice, Data, Video Service cùng nhiều dịch vụ VAS được cung cấp bởi nhiều SP/CPs

Mục tiêu của lược đồ giải pháp được biểu diễn trong hình dưới:

Công nghệ IPTV được lựa chọn ( đã được chuẩn hóa để phù hợp với Việt Nam) sẽ được chuyển giao (transferred) tới tất cả các mạng viễn thông/truyền hình tại Việt Nam. Trước

hết hệ thống thử nghiệm triển khai trên mạng Cable và DSLAM IP. Trong tương lai, toàn bộ hệ thống sẽ được triển khai trên tất cả các mạng IP băng rộng, và có thể kết nối tới

dịch vụ cung cấp mạng 3G. Trong cùng một thời điểm, MKM sẽ nhận giấy phép để hoàn thiện việc xây dựng. Trong pha đầu tiên, dự án sẽ thử nghiệm một hệ thống IPTV được chuẩn hóa cho toàn bộ khu

vực. Regional Head-ends sẽ được chuẩn hóa hoàn toàn để kết nối với National Head-end.

13.2 Tổng hợp yêu cầu dự án

Toàn bộ dự án được chia thành 5 pha để thực hiện mục tiêu kinh doanh. Mỗi pha là một

PO, sự đầu tư dựa trên hiệu quả của dịch vụ. Trong 5 năm, hệ thống sẽ có thể hỗ trợ 500K thuê bao cùng lúc.

Đề tài KC.01.14/06-10

93

Các yêu cầu chung như sau:

13.2.1 Khả năng của hệ thống

Dự báo ước lượng số thuê bao như sau Pha 1: Thử nghiệm và triển khai cho 100K Pha 2: 20K( tổng 120K)

Pha 3: 70K( tổng 190K) Pha 4: 120K( tổng 310K)

Pha 5: 190K( tổng 500K) Trong đó, thuê bao từ mạng IP băng rộng chiếm khoảng 80%, từ mạn HFC khoảng 20%. Tất cả các mảng này đều vận hành được cùng nhau tạo nên thành công của toàn bộ dự án.

13.2.2 Vị trí hệ thống và các nguồn Video

Quản lý tập trung hóa cho toàn bộ dự án (National Node) đặt tại Hà Nội, hai hê thống Regional head-end đặt tại HCMC và Hà Nội

Có một hệ thống nhận Video làm nguồn Video, chẳng hạn như vệ tinh, trạm TV cục bộ hay Cable TV. Trong tương lai, hệ thống Video Head-end còn cần thiết để hỗ trợ MTV.

13.2.3 Quy mô và các yêu cầu đối với dịch vụ Video IP cao cấp

Để cung cấp những trải nghiệm tốt hơn, vượt xa so với TV truyền thống, hệ thống IPTV yêu cầu hỗ trợ định dạng MPEG-4 AVC (H264) cho cả dịch vụ Live TV và Video On

Demand, chẳng hạn như Time-shift TV (TSTV), TVOD (Start Over TV), nPVR. Yêu cầu chất lượng SD và Full HD. Yêu cầu quy mô:

Live Channels: 48 kênh Live TV trong pha 1

Dung lượng lưu trữ đối với VoD là 5500 giờ cho film SD và 500 giờ cho phim

HD (xấp xỉ 10%). Tổng cộng khoảng 6000 giờ.

8 kênh dịch vụ tương tác bao gồm Time Shift TV/ TVOD/nPVR

TSTV hỗ trợ dịch chuyển trong khoảng 2 giờ. TVOD hỗ trợ ghi trong 3 ngày.

13.2.4 Yêu cầu các dịch vụ giá trị gia tăng

Để cải thiện trải nghiệm cho người dùng và tăng lợi nhuận kinh doanh, yêu cầu hệ thống còn cần hỗ trợ các dịch vụ giá trị gia tăng cần thiết.

News on Demand/Mail/Web TV (duyệt Web qua truyền hình).

Home Shopping/Advertising/VOIP (optional)

Bảo đảm có cấu trúc và quy trình mở để tích hợp với các dịch vụ của bên thứ 3

Đề tài KC.01.14/06-10

94

13.2.5 Điều khoản dịch vụ Quad-Play

Bảo đảm các dịch vụ Triple-play (Voice, Broadband và Video) luôn sẵn sàng đối với

mạng di động (Quad-play), hệ thống có thể hỗ trợ để nâng cấp và tích hợp với IMS/NGN Các yêu cầu dự kiến cho pha 1:

Pha đầu tiên (Pha 1) bắt đầu triển khai mang tính chất thương mại với sự đầu tư từ các

nhà đầu tư để chọn lựa các khu vực trong mạng băng rộng IP và mạng HFC Đối với pha 1, các thủ tục yêu cầu như hình vẽ dưới. Việc nghiên cứu công nghệ, khảo

sát, cung cấp, đào tạo, ủy nhiệm và triển khai thương mại cần được hoàn thành trong 6-9 tháng.

Bắt đầu đầu tư hạ tầng cho IPTV toàn Việt Nam

Xây dựng năng lực hoạt động kinh doanh, năng lực công nghệ, nguồn nhân lực

cho kinh doanh dài hạn. Trong pha đầu tiên (Pha 1), National Head-end và hai hệ

thống regional head-end cung cấp trên mạng HFC và ADSL IP

Đầu tư để cung cấp các dịch vụ TV mới nhất trên toàn lãnh thổ

13.3 Thỏa thuận và cam kết của đối tác công nghệ

Sau một số buổi thảo luận với đối tác công nghệ, đối tác công nghệ thỏa thuận các yêu

cầu của MKM như sau: Phân tích chi tiết của đối tác công nghệ :

Đề tài KC.01.14/06-10

95

14. Thiết kế hệ thống IPTV cho pha 1

Trong toàn bộ 5 pha, pha 1 là quan trọng nhất vì nó xây dựng hạ tầng cho toàn bộ hệ thống. Sau đây là một số thiết kế chung cho MKM

Các tham số về dung lượng hệ thống

Dung lượng hệ thống hỗ trợ 100K thuê bao, bao gồm 80K thuê bao ADSL

và 20K thuê bao HFC

10K luồng uni-cast truy nhập đồng thời (10%), chia sẻ tất cả các dịch vụ

VOD, TSTV, TVOD, nPVR, video theo yêu cầu

48 kênh sống, tài nguyên có thể được lấy từ vệ tinh, Cable, hay thậm trí là

DVD, Live TV headend đặt tại Hà Nội

Dung lượng lưu trữ nội dung cho VOD là 6000 giờ, trong đó 5500 giờ đối

với video SD H.264 và 500 giờ đối với HD H.264

Cung cấp 8 kênh TSTV (2 giờ), TVOD (3 ngày), các dịch vụ nPVR (6 giờ

trong 1 ngày, 15 ngày)

Dịch vụ hệ thống

Dịch vụ TV cơ bản: Live-TV, VOD

Các dịch vụ TV cao cấp: Time-Shifted TV, TVOD, nPVR, chèn quảng

cáo

Dịch vụ giá trị gia tăng: Tin tức, Life Mmagazine, duyệt Web

Các thành phần hệ thống

Hệ thống thanh toán cước

IPTV middleware

Hệ thống quản lý nội dung CMS

Video Head-end

Giải pháp CA/DRM

Giải pháp CDN

Trung tâm lưu trữ dữ liệu

Hệ thống test (hệ thống thử nghiệm)

STB

Một số hệ thống khác như rack, nguồn điện,….

Đề tài KC.01.14/06-10

96

Tất cả những hệ thống trên đều đã bao gồm phần cứng và phần mềm. Để hệ

thống IPTV có thể thiết lập nhanh chóng thì nên dùng STB thích hợp đó là 3

loại IPTV STB H.264 SD/HD, loại Dual-Mode STB H.264/MPEG2 SD cho

cáp

Tùy biến và tích hợp hệ thống

Đối tác công nghệ có trách nhiệm về việc tích hợp hệ thống cho tất cả các

thành phần và đem lại một hệ thống mịn cho MKM. Hệ thống EPG sẽ

được tùy biến thành tiếng Việt và tiếng Anh cho người dùng đầu cuối

Một số chú ý

Đối với những thuê bao ADSL: cung cấp Live TV, VOD, TSTV,

TVOD,NPVR và một số dịch vụ khác

Đối với những thuê bao cáp: cung cấp VOD, TVOD, NPVC (Nội dung

TVOD và NPVR dựa trên kênh Live CUSTOMER Central Head-end

không dựa trên những kênh HTVC và VCTV)

Do có rất nhiều sự khác nhau giữa cáp và mạng ADSL do đó rất nhiều

phần của giải pháp cho hai mạng này sẽ có sự khác nhau, ví dụ như EPG,

CA, CMS,…..

14.1.1 Chi tiết sự phân bố các thuê bao

Hệ thống IPTV sẽ triển khai tại thành phố Hà Nội và Hồ Chí Minh, số lượng chi tiết các

thuê bao cho môi thành phố mô tả trong bảng sau:

Số thuê bao tại HCM 50000

Số thuê bao tại Hà Nội 50000

Đối với mỗi nút, số lượng thuê bao yêu cầu như sau:

Các thuê bao VDC HCM (ADSL) 40000

Các thuê bao VDC Hà Nội (ADSL) 40000

Các thuê bao VCTV Hà Nội (Cable) 10000

Các thuê bao HTVC HCM (Cable) 10000

14.1.2 Yêu cầu số thuê bao truy nhập đồng thời

Tỷ lệ đồng thời là 10% tổng số thuê bao. Bảng chi tiết luồng VOD đồng thời:

Đề tài KC.01.14/06-10

97

Tổng luồng VOD đồng thời 10000


Luồng VOD đồng thời VDC Hà Nội 1000



14.1.3 Yêu cầu dịch vụ IPTV

Tham số chi tiết dịch vụ:

Item

Các kênh Live-TV(SD) 48

Định dạng kênh Live-TV H.264 (tốc độ thấp nhất 1.5Mb/s)

Tỷ lệ VOD đồng thời tại nút trung tâm/biên 10%

Định dạng nội dung VOD/TSTV/TVOD/NPVR

SD H.264 (tốc độ thấp nhất 1.5Mb/s)

Dung lượng VOD (giờ) HD H.264 (tốc độ thấp nhất 6Mb/s)

Các kênh Time-shift TV 6000 (500 dành cho HD)

Độ dài của Time-shift TV 8 kênh

Các kênh TVOD 2 giờ trên 1 kênh

Độ dài các kênh TVOD Các kênh giống với TSTV

Các kênh NPVR 3 ngày x 24 giờ

Độ dài của NPVR 15 ngày x 8 giờ trên 1 ngày hoặc 2 giờ

trên 1 người dùng

Các thuê bao CA 80000 đối với ADSL 20000 đối với Cable

Số lượng nút trung tâm 1

Số lượng nút biên cho ADSL 2

Số lượng nút biên cho Cable 2

Head end, monitor, quảng cáo Trang web Hà Nội CUSTOMER

VOD đồng thời trong tổng số thuê bao 10%

Tỷ lệ luồng đồng thời HD:SD 10%:90%

14.2 Tóm tắt thiết kế hệ thống

Hệ thống IPTV được triển khai trên 2 thành phố của Việt Nam. Tuân theo mô hình phân bố người dùng của mạng cable và mạng băng rộng. Hà Nội chiếm 50% tổng số người

dùng, thành phố Hồ Chí Minh chiếm 50%. Đối tác công nghệ đề xuất mạng hai lớp. Băng thông mỗi nút giới hạn trong khoảng 10G Nút trung tâm và 4 nút biên

Nút trung tâm sẽ triển khai tại Hà Nội. 4 nút sẽ được triển khai tại Hà Nội và

HCMC (2 cho ADSL, 2 cho Cable)

Nút trung tâm phục vụ dư thừa 10% tổng số người dùng unicast. Tổng 4 nút biên

sẽ hỗ trợ 90% người dùng VOD unicast

Đề tài KC.01.14/06-10

98

14.3 Thiết kế Headend

Headend chỉ sử dụng cho các thuê bao ADSL. Các thuê bao kênh Live TV cable sử dụng

đối tác thứ 3 cung cấp headend. Đối tác công nghệ không cung cấp headend cable cho dự án. Headend cài đặt tại vị trí trung tâm CUSTOMER tại Hà Nội

14.3.1 Tổng quan thiết kế và các yêu cầu Headend từ CUSTOMER

Chi tiết yêu cầu từ CUSTOMER: CUSTOMER cung cấp 48 kênh từ vệ tinh, kênh địa phương mạng Cable

Theo các yêu cầu của CUSTOMER, hệ thống Head-end chủ yếu gồm ba phân hệ: phân hệ thu, phân hệ điều khiển và giám sát và phân hệ nén. Đối tác công nghệ sẽ cung cấp các thiết bị cần thiết. Kiến trúc Head-end được biểu diễn trong hình dưới:

Hình 14-1: Kiến trúc hệ thống Head-end cho CUS TOMER

14.3.2 Phân hệ thu

Các kênh vệ tinh

Phân hệ thu của các kênh vệ tinh bao gồm các quả vệ tinh, nguồn cấp, LNB, các bộ chia

tích cực và IRD Trước khi cung cấp danh sách kênh TV, ta thử nghiệm: Một số anten thu các chương trình từ vệ tinh băng C và băng Ku với LNB và các

bộ chia tích cực

Bộ chia tích cực được sử dụng để chia một luồng từ vệ tinh thành một vài luồng

cấp cho IRD thực hiện quá trình mới. Ta sử dụng bộ chia tích cực trong trường

hợp suy giảm tín hiệu

Đề tài KC.01.14/06-10

99

Mỗi IRD đảm nhận một kênh. IRD có thể sử dụng để giải điều chế, giải xáo trộn

và giải mã hóa tín hiệu. Đầu ra của IRD là tín hiệu SDI

Các kênh địa phương cung cấp giao diện SDI hoặc kết nối với bộ chuyển SDI

Trước khi thiết lập các anten, cần thực hiện điều tra để phân tích nhiễu nền và vị trí

thiết lập các anten

Các kênh nội hạt

Phân hệ thu cho các kênh nội hạt cần cung cấp giao diện SDI đã được chuyển đổi bởi CUSTOMER

Phân hệ điều khiển và giám sát

Phân hệ điều khiển và giám sát rất quan trọng khi bắt đầu triển khai thương mại tỷ lệ lớn.

Dựa vào đó để đưa ra giải pháp thử nghiệm. Phân hệ điều khiển và giám sát bao gồm các thiết bị màn hình đa giám sát, bàn điều hành, ma trận SDI, server phục vụ quảng cáo với đầu ra SDI.

Khối các màn hình đa hình ảnh và bàn điều hành

Hệ thống giám sát đa hình ảnh chủ yếu được sử dụng cho các tín hiệu từ các IRD, hệ

thống đăng quảng cáo và các bộ mã hóa. Các bộ điều khiển đa hiển thị làm vận hành với các màn hình giám sát lớn để hiển thị tín hiệu giám sát. Chúng còn có thể được điều

khiển theo phương thức đồng nhất thông qua một máy tính có cài đặt phần mềm điều khiển bộ điều khiển đa hiển thị. Hình vẽ sau mô tả hệ thống giám sát đa hình ảnh

Khối hệ thống đăng quảng cáo

Đề tài KC.01.14/06-10

100

Các tín hiệu bên ngoài và các tín hiệu được chèn vào (các tín hiệu từ các ổ đĩa cứng)

được gửi tới chuyển mạch cùng một thời điểm. Trạm điều khiển chèn chọn các nguồn tín hiệu để quảng bá theo danh dách phát đã được chỉnh sửa. Trong suốt thời gian chuyển

tiếp của tín hiệu ngoài, nếu các tín hiêu này chứa quảng cáo hoặc các nội dung không lành mạnh, bạn có thể khởi động video server để quảng bá các quảng cáo hay video cổ động thay thế cho tín hiệu ngoài. Trong suốt quá trình đăng, các thuê bao vẫn tiếp tục

xem các nội dung mà không bị gián đoạn.

14.3.3 Phân hệ nén

Các hệ thống nén hỗ trợ sự cấu hình dư thừa cho mọi phần tử. Mọi bộ mã hóa SD đều có

4 kênh cho bộ mã hóa MPEG-4 AVC. Hệ thống quản lý hỗ trợ tự động khôi phục với bộ định tuyến SDI. Để biết chi tiết, tham khảo “Giải pháp dư thừa cho hệ thống mã hóa

IPTV trong headend của đối tác công nghệ”

14.4 Thiết kế nền tảng IPTV của đối tác công nghệ

Toàn bộ giải pháp IPTV bao gồm Headend, Middleware, IPTV BSS, IPTV CMS, hệ

thống quản lý IPTV, MDN, CAS sẽ được đặt tại nút trung tâm tại Hà Nội. EPG và HMS được triển khai tại nút biên. Biểu đồ sau mô tả sự triển khai mạng phân tán.

Đề tài KC.01.14/06-10

101

14.4.1 Thiết kế thiết bị thành phần chính trong pha 1 cho nút trung tâm

tại Hà Nội

Middleware

Middleware là thành phần chính của hệ thống IPTV. Đối tác công nghệ thông qua ATAE

và chuỗi lưu trữ hiệu năng cao để đảm bảo độ tin cậy và hiệu năng.

Đề tài KC.01.14/06-10

102

Phụ thuộc vào chế độ của người dùng trong pha 1, đối tác công nghệ thông qua một khối ATAE (4 bảng ATAE) đóng vai trò middleware server và khối S2300 đóng vai trò mảng

lưu trữ. Hệ thống BMS thông qua một cặp PC server và 1 khối S2300 đóng vai trò mảng lưu trữ

cho dịch vụ Cable EPG

Đối với EPG server, đối tác công nghệ sử dụng ATAE server. Đối tác công nghệ EPG

triển khai hỗ trợ cả mạng tập trung và mạng phân tán. Tùy theo đối tượng người dùng của CUSTOMER trong pha 1 để triển khai mạng EPG

phân tán . NTP/Upgrade Server

Đối với NTP/upgrade server, đối tác công nghệ sử dụng ATAE server. Server mở rộng

thực thi chiến lược mở rộng trên cơ sở vùng. Do đó nút trung tâm cần 2 server NTP/upgrade (chỉ sử dụng cho STB IP ADSL).

Hệ thống MDN

Hệ thống MDN của đối tác công nghệ hỗ trợ tập trung hóa, mạng 2 và 3 lớp. Đối với mạng tập trung, tất cả các thành phần của MDN được đặt tại cùng một vị trí. Đối với

mạng 2 lớp, hệ thống quản lý được triển khai tại trung tâm, bao gồm MM/DBU, UM và RRS, HMS được triển khai tại các biên.

Bộ lưu trữ Media tập trung hóa Tại nút trung tâm, đối tác công nghệ sử dụng bộ lưu trữ SAN với bộ lưu trữ S2300. Đối với các dịch vụ VOD, TVOD, nPVR, dung lượng lưu trữ dự trữ khoảng 10%. Đối với

TSTV khoảng 140%. Đối tác công nghệ còn đề xuất đối với chương trình VOD, 10 % nội dung là chương

trình HD, 90% là SD. Đối với TSTV, TVOD, nPVR đều là các chương trình SD. IPTV BSS

Đối tác công nghệ sử dụng HP PC server và mảng lưu trữ để đảm bảo độ tin cậy và hiệu

năng. Tùy theo đối tượng người dùng trong pha 1, đối tác công nghệ chấp nhận 2 khối nút kép

PC server đóng vai trò BSS server. IPTV CMS

Đối tác công nghệ chấp nhận ATAE và mảng lưu trữ hiệu suất cao để đảm bảo độ tin cậy

và hiệu năng. Tùy theo đối tượng người dùng trong pha 1, đối tác công nghệ sử dụng 1 khối ATAE (2

bảng ATAE) đóng vai trò CMS server và bộ lưu trữ S2300 SAN . Hệ thống CA Irdeto Hệ thống quản lý nền tảng I2000


15. Những yêu cầu mạng IPTV

Vấn đề cơ bản của toàn bộ hệ thống là trải nghiệm của khách hàng là tốt nhất và chi phí

mạng hiệu quả.

Đề tài KC.01.14/06-10

103

15.1 Các yêu cầu về băng thông

Các dịch vụ IPTV cần đảm bảo băng thông E2E từ nguồn media đến STB của khách

hàng, đối với chuẩn mã hóa H.264, băng thông yêu cầu khoảng 2Mbps (thấp nhất là 1.5Mbps), để làm giảm băng thông của mạng lõi, mạng media thường là hệ thống phân tán sử dụng hệ thống CDN, hệ thống IPTV.

Để làm giảm thời gian trễ, các dịch vụ BTV thông thường được cung cấp bởi nút trung tâm, do đó mạng mang phải hỗ trợ multicast. Trong mạng mang IP/MPLS phải hỗ trợ

giao thức PIM, MBGP, và MSDP. Trong lớp tổng hợp, các thiết bị cần hỗ trợ giao thức PIM và IGMP. Trong lớp truy nhập, các thiết bị cần hỗ trợ IGMP Snooping/Proxy, để quản lý các dịch

vụ BTV các thiết bị truy nhập cần có các chức năng điều khiển truy nhập để điều khiển truy nhập của người dùng.

Mô hình lưu lượng của VOD là mô hình Client/Server, luôn được chia thành 2 hay 3 lớp, trong dự án này, chúng ta chia thành mô hình 3 lớp, lưu lượng VOD là mô hình tổng hợp, ví dụ: số lượng khách hàng là n, một khách hàng sử dụng 1 dịch vụ VOD, mỗi mạng có

tỷ lệ hội tụ là r, nết băng thông cơ bản của dịch vụ VOD là b, băng thông đường lên của các thiết bị lớp mang là B = r*n*b

Lưu lượng BTV có quan hệ mật thiết với mô hình sao lưu, nếu ta sử dụng mô hình multicast, mỗi thiết bị sao lưu dựa trên cổng, do đó băng thông không có quan hệ tới số lượng khách hàng, chỉ có liên hệ tới số lượng kênh, và băng thông của mỗi kênh. Do đó

nếu có m kênh, băng thông mỗi kênh là b thì băng thông của lớp multicast tổng hợp và lõi là B = m*b

Trong mạng truy nhập, số lượng khách hàng nhỏ, không phải tất cả các kênh đều có khách hàng, do đó băng thông nhỏ hơn băng thông của tất cả các kênh.

15.2 Các yêu cầu QoS

IPTV yêu cầu có yêu cầu cao hơn đối với QoS, bảng sau mô tả dữ liệu thử nghiệm đối với các dịch vụ IPTV E2E:

Dịch vụ Trễ Jitter Gói bị mất Lỗi gói

BTV 500ms 500ms 1/1000 1/10000

VOD 100ms 50ms 1/100 1/10000

Hình 15-1 Các yêu cầu QoS của dịch vụ IPTV

Mạng tải IPTV: các yêu cầu cơ bản của mạng lõi có hiệu quả cao và đảm bảo QoS, hỗ trợ

Multicast Các dịch vụ POP và biên IP: cung cấp cho khách hàng khả năng điều khiển truy nhập, các dịch vụ riêng biệt và cung cấp các chính sách QoS cho các dịch vụ khác

Mạng tổng hợp và giao vận: băng thông cao, tổng chi phí dịch vụ thấp Lớp truy nhập: gồm tất cả các phương thức truy nhập dư thừa trên IP, yêu cầu QoS cho

các dịch vụ khác, chức năng điều khiển truy nhập các dịch vụ IPTV của khách hàng

Đề tài KC.01.14/06-10

104

15.3 Độ tin cậy

Để đảm bảo trải nghiệm của khách hàng, độ tin cậy của mạng rất quan trọng, thời gian

khôi phục mặc định nhỏ hơn 1s.

15.4 Bảo mật

Bảo mật IPTV E2E gồm 4 phần: bảo mật dịch vụ, bảo mật nội dung, bảo mật thuê bao và

bảo mật mạng Bảo mật dịch vụ: đảm bảo nền tảng IPTV được bảo vệ

Bảo mật nội dung: bảo vệ bản quyền nội dung

Bảo mật thuê bao: thuê bao hợp pháp có quyền sử dụng dịch vụ IPTV, ngăn cản

truy nhập các dịch vụ IPTV bất hợp pháp

Bảo mật mạng: tách biệt các dịch vụ, đảm bảo IPTV có mức ưu tiên cao

15.5 Multicast

Đối với dịch vụ BTV, multicast rất quan trọng, trong mạng lõi giao thức PIM, MBGP,

MSDP rất quan trọng, trong mạng tổng hợp và mạng truy nhập, IGMP S nooping và Proxy đều quan trọng.

15.6 Những yêu cầu đối với mạng tải

Các dịch vụ IPTV đòi hỏi sự hỗ trợ của mạng tải. Để triển khai hệ thống IPTV trên mạng tải đã có, bạn cần đánh giá các chức năng, hiệu năng, và các danh mục mạng tải. Là dịch vụ chính được cung cấp bởi hệ thống IPTV, dịch vụ video trong thời gian thực và

ảnh hưởng bởi băng thông. Do đó, trước khi triển khai hệ thống IPTV, cần kiểm tra mạng tải hiện có đã đáp ứng được các yêu cầu liên quan hay chưa. Việc triển khai hệ thống

IPTV dựa trên các kết quả kiểm tra. Để kiểm tra mạng tải đáp ứng được các yêu cầu cho triển khai hệ thống IPTV ta dựa vào các tiêu chí trong bảng sau:

STT Index Category Mô tả Yêu

cầu

Bắt buộc

hay không

Giải thích

1 QoS Băng thông

Độ phân giải chuẩn

2.5Mbit

/s

Bắt buộc

Đảm bảo băng thông truy nhập của các thuê bao. Đối với các dịch vụ

VOD, băng thông giữa các server VOD và các thuê bao phải được đảm bảo.

Đề tài KC.01.14/06-10

105

2 Độ phân giải cao

12Mbit/s

Bắt buộc Hiệu quả Multicast

（IPOE）:188*7/188*7+8(udp

head)+20(ip head)+2(ETHTYPE)+4(VLAN)+12(

MAC)+4(FCS)=1316/1366=96.3% Hiệu quả Multicast

（ATM）：188*7/[188*7+8(udp

head)+20(ip

head)+2(ETHTYPE)+4(VLAN)+12(

MAC)+4(FCS)+10（1483

head）+8（AAL5）+8(fill byte)]*48/53=1316/(1366+10+8+8)*

48/53=85.6%

Ví dụ ：

2M/85.6%=2.34M

10M/85.6%=11.7M

3 Delay <400 ms

Bắt buộc Theo ITU-T Y.1541

4 Jitter <50

ms

Bắt buộc

5 Tỷ lệ mất gói

<1/1000

Bắt buộc

6 Tỷ lệ lỗi

gói

<1/1

0000

Bắt buộc

7 Độ tin cậy

Tìm kiếm hỏng hóc

Có khả năng tìm kiếm các hỏng hóc của các

thành phần (NEs) và các

liên kết mạng quan trọng, phân tách tự

động các liên kết hoặc NEs từ

các thành phần thông thường, và sử dụng các

liên kết hay NEs dự phòng để

mang các dịch vụ

Hỗ trợ

Bắt buộc Thành phần chính trên mạng tải phải hỗ trợ chức năng này. Điều này có quan hệ tới độ tin cậy của các dịch

vụ IPTV. Yêu cầu này phải đáp ứng được yêu cầu thương mại

Đề tài KC.01.14/06-10

106

8 Điều chỉnh hỏng hóc

Trong trường hợp chế độ truy cập PPPoE, nếu

PPPoE đã chấm dứt hoặc một

NE hay một liên kết bị hỏng hóc, STB có thể truy

cập mạng trở lại sau khi khởi

động lại.

Hỗ trợ

Bắt buộc Yêu cầu này phải đáp ứng được yêu cầu thương mại

9 Sau khi xuất hiện hỏng hóc

trên mạng, khoảng thời gian ngắt phải

ngắn nhất có thể mà không làm

ảnh hưởng đến trải nghiệm của thuê bao.

Hỗ trợ

Bắt buộc Khoảng thời gian khôi phục hỏng hóc phải đáp ứng được yêu cầu

thương mại. Thời gian Switching của đối tác công nghệ khoảng 200ms~600ms

10 Đồng

nhất dữ liệu

Đảm báo rằng

dữ liệu dịch vụ và dữ liệu thuê

bao giữa các NEs quan hệ với nhau, ví dụ

RACS và MSCG là đồng

nhất. Sau khi NEs bị hỏng hay kết nối mạng

được khôi phục, dữ liệu giữa các

NEs liên quan có thể được đồng bộ hóa trở

lại.

Hỗ

trợ

Khuyến

nghị

Việc đồng bộ dữ liệu chính và NE

backup phải đáp ứng được yêu cầu triển khai thương mại. Đây là một

yêu cầu cho việc mở rộng và cải thiện mạng

Đề tài KC.01.14/06-10

107

11 Switch back dịch vụ

Khi các hỏng hóc đã được khắc phục, các

luồng lưu lượng có thể chuyển

đổi trở lại để kích hoạt NEs và các liên kết

mà không bị mất bất kỳ gói

nào

Hỗ trợ

Tùy chọn Yêu cầu này phải đáp ứng được yêu cầu thương mại

12 Bảo trì mạng

Chu trình bảo trì mạng , như cấu

hình, kiểm trachu trình và kiểm tra không

làm gián đoạn các dịch vụ

đang được cung cấp cho các thuê bao online

Hỗ trợ

Tùy chọn Yêu cầu này phải đáp ứng được yêu cầu thương mại

13 Nâng cấp

mạng

Nâng cấp NE

không làm gián đoạn các dịch

vụ đang được cung cấp cho các thuê bao

online hay khoảng thời

gian gián đoạn đủ ngắn để các thuê bao không

thể nhận thấy

Kho

ảng thời

gian gián đoạn

càng ngắn

càng tốt, khoả

ng thời

gian này phải

nhỏ hơn

10s

Tùy chọn Yêu cầu này phải đáp ứng được yêu

cầu thương mại

Đề tài KC.01.14/06-10

108

14 Bảo mật

Bảo mật thiết bị

Có khả năng quản lý việc bảo mật password,

phân chia các mức độ bảo mật

và các vùng bảo mật, điều khiển việc cho phép

đăng nhập và vô hiệu hóa các

cổng dịch vụ không mong muốn

Hỗ trợ

Bắt buộc Đây là một yêu cầu bên trong hệ thống IPTV. Nó phải đáp ứng được yêu cầu thương mại

15 Bảo vệ mạng

Khả năng giấu địa chỉ IP của bộ định tuyến và

NMS trong hệ thống IPTV, có

thể lọc tất cả các giao thức không mong muốn để

điều khiển và quản lý mạng

MPLS/VPN

Khuyến nghị

Đây là yêu cầu cho mạng multi-play và mạng tải

16 Bảo vệ

nguồn multicast

Có khải năng

bảo vệ các nguồn multicast theo nhiều cách

như lọc các nguồn multicast,

xác minh tính hợp lệ của các nguồn multicast

và giới hạn tỷ lệ nguồn multicast

Hỗ

trợ

Khuyến

nghị

Dự phòng và bảo vệ các nguồn

multicast đáp ứng yêu cầu thương mại

17 Phân biệt Có khả năng

phân biệt các thuê bao và các dịch vụ

MPL

S/VPN

Bắt buộc Yêu cầu các luồng có lưu lượng khác

nhau được truyền đi một cách riêng biệt trên mạng tải

18 Sao chép

multicast

Khả năng sao

chép các luồng multicast, do đó

đáp ứng được các yêu cầu đối với luồng lưu

lượng

>1:6

0

Bắt buộc Mạng tải phải hỗ trợ chức năng này

Đề tài KC.01.14/06-10

109

19 Hiệu năng

Băng thông

Khả năng định hình lưu lượng ở băng thông

đường ra thấp khi băng thông

đường lên của các thiết bị mạng không

phù hợp với băng thông

đường xuống

Hỗ trợ

Khuyến nghị

Yêu cầu này phải được đáp ứng khi băng thông của luồng nội dung vượt quá giới hạn băng thông ở giao diện

tốc độ thấp

20 Định hình

luồng lưu lượng

Khả năng định hình lưu lượng

để đảm bảo trải nghiệm hoàn hảo của người

dùng và sử dụng hiệu quả các

nguồn tài nguyên mạng tải trong trường

hợp tín hiệu lưu lượng lớn. Tỷ lệ thông tin cao

nhất (PIR) bằng hai lần tỷ lệ

thông tin xác nhận (CIR).

Hỗ trợ

Tùy chọn Đáp ứng được yêu cầu thương mại

21 Hiệu

năng của thiết bị

Các thực thể

điều khiển truy nhập media (MAC) trong

bảng giao thức phân giải địa chỉ

(ARP), mật độ cổng , tuyến PPPoE, tuyến

DHCP đáp ứng các yêu cầu của

mô hình dịch vụ IPTV

Hỗ

trợ

Bắt buộc Phải đáp ứng được yêu cầu thương

mại hóa. Bạn cần đánh giá mô hình dịch vụ của mạng hiện có

Đề tài KC.01.14/06-10

110

22 Chuyển đổi kênh nhanh

Hỗ trợ kỹ thuật thoát nhanh chóng một

nhóm multicast thông qua

IGMP

Hỗ trợ

Bắt buộc Các thiết bị sao chép các luồng multicast phải hỗ trợ chức năng này. Nói cách khác, các dịch vụ IPTV

không thể được triển khai khi băng thông không đủ

23 Xác định hỏng hóc

Việc xác định hỏng hóc của

NEs hay các liên kết thông qua sự chẩn

đoán và kiểm tra tự động sau khi

xuất hiện hỏng hóc trên mạng

Hỗ trợ

Bắt buộc Đây là yêu cầu cơ bản đối với mạng tải. Nó phải đáp ứng được yêu cầu

thương mại hóa

24 Hỗ trợ giao thức

multicast

Hỗ trợ các giao thức multicast

khác nhau, chẳng hạn như

PIM(Protocol Independent Multicast) và

IGMP.

Hỗ trợ

Bắt buộc Phải đáp ứng được yêu cầu hoạt động của dịch vụ multicast

25 Chức năng

Giám sát dịch vụ

Cung cấp các phương thức

khác nhau phục vụ giám sát QoS

Hỗ trợ

Tùy chọn Khuyến nghị hỗ trợ chức năng này

26 Quản lý tài

nguyên

Điều khiển và quản lý các

nguồn tài nguyên

Hỗ trợ

Tùy chọn Khuyến nghị hỗ trợ chức năng này

Bảng 15-2: Danh sách các yếu tố đối với mạng tải

16. Kết luận

Hạ tầng kỹ thuật là một nền tảng quan trọng cho mạng IPTV để phát triển các dịch vụ cũng như là cơ sở để phát triển những ứng dụng IPTV trong thời gian tới. Tài liệu đã

trình bày chi tiết thiết kế hạ tầng kỹ thuật cho mạng IPTV sẽ triển khai tại Việt Nam theo đề tài KC.01.14/06-10. Tài liệu đồng thời cũng trình bày những yêu cầu của mạng IPTV nhằm cung cấp dịch vụ cho lượng khách hàng tại 2 thành phố lớn là Hà Nội và Hồ Chí

Minh. Ngoài ra tài liệu cũng đề cập tới khả năng của đề tài KC.01.14/06-10, cũng như đề xuất giải pháp IPTV cho nền tảng phân phối nội dung đa phương tiện và các giải pháp

tích hợp và dịch vụ tốt nhất cho đề tài. Trong thời gian tới, theo thiết kế hạ tầng cho pha một, chúng tôi sẽ kết hợp với đài truyền hình thực hiện khảo sát đánh giá hạ tầng mạng truyền hình cáp hiện tại của VCTV đồng

Đề tài KC.01.14/06-10

111

thời đưa ra những kiến nghị cho việc nâng cấp cũng như thay mới hạ tầng mạng hiện thời để đáp ứng được những nhu cầu phong phú của người sử dụng. Với việc có nền tảng hạ

tầng kỹ thuật chi tiết như đã trình bày trong tài liệu, việc xây dựng và triển khai những pha tiếp theo của đề tài KC.01.14/06-10 nói riêng và triển khai IPTV trên diện rộng nói

chung sẽ trở nên thuận lợi.

Đề tài KC.01.14/06-10

111


[1] Tech. Partners, Technical Proposal For Customer V1.3, June 2009.

[2] Gerard O’Driscoll, Next generation IPTV service and Technologies , John

Wiley & Sons, INC., Publication.

[3] Open IPTV Forum, OITF-Functional architecture V 2.0, September 2009.

[4] IETF RFC 2475, An Architecture for Differentiated Services.

[5] IETF RFC 4301, Security Architecture for the Internet Protocol.

[6] Open IPTV Forum, Vol7- Authentication, Content Protection and Service

Protection V1.0, January 2009.

[7] 3GPP2 Technical Specification X.S0022, Broadcast and multicast service in

cdma2000 wireless IP network.

[8] Huawei Technologies Co., Ltd, Telecommunication standardization

sectorstudy group13- Contribution.

[9] ETSI, TS 102 539, Digital Video Broadcasting (DVB);Carriage of Broadband

Content Guide (BCG) Information over Internet Protocol (IP).

[10]ITU-T Y.1541, A basis for IP Network QoS Control and traffic Managerment



ĐỀ TÀI “Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tương tác trên nền IP"


Mã số: KC.01.14/06-10


“THIẾT KẾ MẪU THIẾT BỊ

ĐẦU CUỐI SET-TOP-BOX”



KS. Nguyễn Hữu Thắng

KS. Nguyễn Hoàng Long

Hà nội 7/2010


“THIẾT KẾ MẪU THIẾT BỊ

ĐẦU CUỐI SET-TOP-BOX”

ĐỀ TÀI

“Nghiên cứu, triển khai các dịch vụ truyền thông số tương tác trên nền IP"


Mã số: KC.01.14/06-10

Version 1.9T



Đề tài KC.01.14.06-10

2

Mục lục

Revision History ..................................................................... Error! Bookmark not defined.

Danh mục các hình vẽ, đồ thị .............................................................................................. 4

Danh mục các bảng biểu...................................................................................................... 4


Thuật ngữ.............................................................................................................................. 5

Giải nghĩa.............................................................................................................................. 5

1. Giới thiệu ...................................................................................................................... 6

1.1. Tổng quan .............................................................................................................. 6

1.1.1 Set top box số ....................................................................................................... 6

1.1.2 Phân loại Set Top Box........................................................................................... 7

1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ............................................................ 8

1.2.1 Trong nước .......................................................................................................... 8

1.2.2 Ngoài nước .......................................................................................................... 9

1.2.2.1 Tổ chức ITU ................................................................................................................................... 9 1.2.2.2 Tổ chức IEC ................................................................................................................................. 10

1.2.2.3 Tổ chức ETSI ............................................................................................................................... 10 1.2.2.4 Tổ chức Nordig ............................................................................................................................ 11 1.2.2.5 Tổ chức ECCA (European Cable Communication Association) ........................................ 11

1.2.2.6 Tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật số của Mỹ............................................................................. 11 1.2.2.7 Tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật số của Nhật Bản .................................................................. 12

1.2.2.8 Các tiêu chuẩn quốc gia khác .................................................................................................... 12

1.3. Khảo sát tình hình sử dụng và quản lý thiết bị Set top box kết nối với mạng

truyền hình cáp dùng kĩ thuật số ...................................................................................... 13

1.3.1 Tình hình sử dụng ............................................................................................... 13

1.3.2 Nhận xét ............................................................................................................ 18

2. Thiết kế Set top box ................................................................................................... 19

2.1. Giới thiệu Mekong PC Based STB ...................................................................... 19

2.1.1 Tổng quan .......................................................................................................... 19

2.1.2 Các đặc điểm nổi bật .......................................................................................... 19

2.1.3 Đặc điểm kỹ thuật ............................................................................................... 20

2.1.4 Đặc điểm vật lý................................................................................................... 21

2.1.5 Mô tả giao diện .................................................................................................. 21

2.2. Thiết kế MKM PC Based STB ............................................................................ 22

2.2.1 Sơ đồ khối Set-top Box ........................................................................................ 22

2.2.2 Mô tả chức năng các........................................................................................... 23

Đề tài KC.01.14.06-10

3

2.2.3 Mô tả hoạt động của Set-top Box ......................................................................... 24

2.2.3.1 Biểu đồ hoạt động ca sử dụng: Truy nhập dịch vụ IPTV của STB ..................................... 24 2.2.3.2 Biểu đồ hoạt động ca sử dụng : Sử dụng dịch vụ VOD từ STB .......................................... 25 2.2.3.3 Biểu đồ hoạt động ca sử dụng : Update tự động .................................................................... 25

2.2.3.4 Biểu đồ ca sử dụng : Dịch vụ thanh toán trực tuyến từ STB ............................................... 26 2.2.3.5 Biểu đồ ca sử dụng : Sử dụng dịch vụ điều kh iển nhà thông minh ..................................... 27

3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 27

4. TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 28

Đề tài KC.01.14.06-10

4


Hình 1-1: Cấu trúc chung của một thiết bị Set Top Box ....................................................... 7

Hình 2-1: Mặt trước và mặt sau STB ................................................................................... 21

Danh mục các bảng biểu

Bảng 2-1: Đặc điểm kỹ thuật MKM Set-top Box ................................................................ 21

Bảng 2-2: Đặc điểm vật lý ................................................................................................... 21

Bảng 2-3: Bảng mô tả giao diện STB .................................................................................. 22

Bảng 2-4: Sơ đồ khối MKM Set-top Box ............................................................................ 22

Bảng 2-5: Mô tả các chức năng ........................................................................................... 23

Bảng 2-6: Set-top Box Truy nhập dịch vụ ........................................................................... 24

Bảng 2-7: STB sử dụng dịch vụ VOD ................................................................................. 25

Bảng 2-8: STB Tự động cập nhật phiên bản mới ................................................................ 26

Bảng 2-9: Dịch vụ thanh toán trực tuyến từ STB ................................................................ 26

Bảng 2-10: Dịch vụ điều khiển nhà thông minh .................................................................. 27

Đề tài KC.01.14.06-10

5


Thuật ngữ Giải nghĩa Ghi chú

STB Set top box

AGC Automatic gain control Điều khiển tăng ích tự động

ADC Analog-to-digital converter Chuyển đổi tương tự - số

FEC Forward error correction Mã sửa lỗi trước

SC Smart card Card thông minh

DSP Digital signal processing

FBDev Frame Buffer Device Driver

Đề tài KC.01.14.06-10

6

Giới thiệu

1.1. Tổng quan

Set Top Box (STB) là một thiết bị kết nối giữa ti vi với nguồn tín hiệu bên ngoài, và

chuyển đổi các tín hiệu đó thành nội dung có thể hiển thị trên màn hình vô tuyến. Nguồn

tín hiệu bên ngoài có thể là Ethernet, từ vệ tinh, từ cáp đồng trục, từ đường điện thoại (bao

gồm cả kết nối DSL) và thậm chí từ ăngten VHF hay UHF. Phần nội dung có thể hiển thị

có thể là video, thoại, Internet, trò chơi tương tác.....

Set Top Box (STB) - Còn có thể được gọi là Set-tops, set-top box, set top box, STB,

Receivers, Converters, Decoders, Intelligent Set-top Boxes, Set-top Decoders, Smart

Encoder, Digital TV Converter, DTV Converter, Voice-enabled Set-top Boxes, Digital

Decoder, DTV Tuner, Descrambler, Digital Set-top Box, Addressable Converter,

Demodulator, Smart TV Set-top Box, ITV enabled Set-top Box, Internet-enabled Set-top

Box, ITV enabled Set-top cable box, Satellite- enabled Set-top Box, Cable-enabled Set-top

Box, Low-end Boxes, Thin Boxes, Thick Boxes, Smart TV Set-top Box, Super Box, All-

in-one Set Top Box, Integrated Set Top Box, Hybrid Cable Box, Media Center Khi các

chức năng của Set Top Box được tích hợp trong Tivi thì nó được gọi là “Built- in”. Ti vi có

tích hợp STB không có nghĩa là Ti vi số mà chỉ là ti vi tương tự có tích hợp STB.

Khái niệm Set-top box thường dẫn đến hiểu lầm vì không nhất thiết là thiết bị phải

đặt ở trên ti vi và cũng không cần thiết phải là dạng box.

Thuật ngữ này bắt nguồn từ các thiết bị thu truyền hình cáp. Ban đầu là các thiết bị

điều khiển tương tự thường đặt ở trên hay ở dưới ti vi.

Set-top box có thể có bộ phận điều khiển phía trước nhưng nói chung thường được sử

dụng qua điều khiển từ xa dùng tín hiệu hồng ngoại.

Các Set Top Box giống như một máy tính xử lý các thông tin số. Set-top boxes (STB)

có thể hoạt động như một gateway giữa ti vi hay máy vi tính cá nhân và đường điện thoại,

vệ tinh, mặt đất hay cáp.

STB có thể thu tín hiệu truyền hình số, kết nối với mạng, chơi trò chơi, truy nhập

Internet, tương tác với Hệ thống hướng dẫn lập trình điện tử, các kênh ảo, gử i thư điện tử

và hội nghị truyền hình. Rất nhiều STB có thể giao tiếp theo thời gian thực với các thiết bị

camcorders, DVDs, CD players, các thiết bị cầm tay và bàn phím nhạc. Một vài STB còn

có ổ lưu trữ lớn và khe cắm thẻ thông minh

1.1.1 Set top box số

Các Set top box ngày nay đều được dùng để giải mã tín hiệu số và khá i niệm Set top

box cũng được hiểu là Set top box số

Thiết bị Set Top Box thu, giải mã và giải nẽn tín hiệu số cung cấp tín hiệu hình và

tiếng tương tự có thể hiển thị trên màn hình.

Đề tài KC.01.14.06-10

7

Đối với các Tivi số tích hợp còn gọi là IDTV hay ti vi số, thiết bị thu số được tích

hợp trong ti vi.

Các chương trình tương tác có thể được tải xuống Set Top Box và được phát dưới

dạng tín hiệu số cùng với các chương trình và được cung cấp tới Set top Box theo yêu cầu.

Các ứng dụng đó thường được lưu trữ trong bộ nhớ và không b ị xoá mất khi thay đổi kênh

hay tắt Set Top Box

Một vài Set Top Box còn cho phép lưu trữ chương trình trên đĩa cứng tích hợp, lúc

đó nó còn có chức năng của một thiết bị ghi hình cá nhân (PVR) hay thiết bị ghi hình số

(DVR). Một vài Set Top Box còn tích hợp thiết bị đọc và ghi DVD.

Set Top Box có thể đươc kết nối với máy tính cá nhân. Một vài STB còn có chức

năng như một máy tính cá nhân. Chắng hạn như trong mạng IPTV, thiết bị Set Top Box là

một máy tính cá nhân cung cấp giao tiếp 2 chiều qua mạng IP.

1.1.2 Phân loại Set Top Box

Thiết bị Set Top Box được phân thành các loại:

- IP - STB : Thiết bị Set Top Box dùng cho mạng IP, thiết bị thường được kết nối 2 chiều

có thể cung cấp các dịch vụ truyền hình quảng bá, điện thoại VoIP, Internet, truyền hình

theo yêu cầu VoD, truyền hình hội nghị Video Conference

- DVB - STB: Thiết bị Set Top Box dùng để giải mã tín hiệu truyền hình số quảng bá.

Phụ thuộc vào nguồn tín hiệu cung cấp, các Set Top Box lại được chia thành:

+ Set Top Box dùng cho truyền hình số mặt đất DVB-T

+ Set Top Box dùng cho truyền hình vệ tinh DVB-S

+ Set Top Box dùng cho truyền hình cáp DVB-C

+ Set Top Box dùng cho di động DVB-H

Cấu trúc chung của một thiết bị Set Top Box được cho trong hình vẽ 2..

Hình 0-1: Cấu trúc chung của một thiết bị Set Top Box

Đề tài KC.01.14.06-10

8

Trong đó:

AGC = automatic gain control : Điều khiển tăng ích tự động

ADC = analog-to-digital converter : Chuyển đổi tương tự - số

FEC = forward error correction : Mã sửa lỗi trước

SC = smart card : Card thông minh

Phạm vi áp dụng của bộ tiêu chuẩn này là cho thiết bị Set Top Box kết nối với mạng truyền

hình cáp dùng kỹ thuật số.

1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1 Trong nước

Bộ bưu chính viễn thông ban hành các tiêu chuẩn liên quan đến thiết bị Set top box

ghép nối vào mạng truyền hình cáp dùng kỹ thuật số.

1 Thiết bị thông tin- Yêu cầu chung về môi trường Tcn 68-149: 1995

2 Thiết bị viễn thông – Yêu cầu chung về phát xạ TCN 68-191:2000

3 Thiết bị thông tin vô tuyến – Yêu cầu tương thích điện

từ trường

TCN 68-192:2000

4 Thiết bị đầu cuối viễn thông - Yêu cầu an toàn điện TCN 68-190:2003

5 Tương thích điện từ (EMC) - Miễn nhiễm đối với hiện

tượng phóng tĩnh điện – Phương pháp đo và thử

TCN 68-207:2002

6 Tương thích điện từ (EMC) - Miễn nhiễm đối với hiện

tượng sụt áp, ngắt quãng và thay đổi điện áp – Phương

pháp đo và thử

TCN 68-208:2002

7 Tương thích điện từ (EMC) - Miễn nhiễm đối với các

xung - Phương pháp đo và thử

TCN 68-209:2002

8 Tương thích điện từ (EMC) - Miễn nhiễm đối với từ

trường tần số nguồn - Phương pháp đo và thử

TCN 68-210:2002

9 Miễn nhiễm đối với nhiễu phát xạ tần số vô tuyến -

Phương pháp đo và thử

TCN 68-194:2000

10 Miễn nhiễm đối với nhiễu dẫn tần số vô tuyến -

Phương pháp đo và thử

TCN 68-195:2000

http://www.mpt.gov.vn/hoptac_quocte/noidung/mra/TCN%2068-190-2003-V.pdf

Đề tài KC.01.14.06-10

9

Nhận xét :

* Các tiêu chuẩn đã ban hành đều có tài liệu tham chiếu chính là tiêu chuẩn của các

tổ chức ITU, ETSI, IEC, và IEC. Trong đó hầu hết các tiêu chuẩn về tương thích điện từ

trường đều được xây dựng trên cơ sở chấp thuận và áp dụng nguyên vẹn các tiêu chuẩn

của Châu Âu.

* Hiện nay, chưa có tiêu chuẩn nghành về thiết bị Set top box kết nối với mạng

truyền hình cáp dùng kĩ thuật số

1.2.2 Ngoài nước

Hiện nay có rất nhiều tổ chức quốc tế đưa ra các tiêu chuẩn liên quan đến kĩ thuật

truyền hình số dùng trong mạng cáp .

Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế như ITU, ETSI, IEC, EuroCable đã và đang nghiên

cứu đưa ra một số khuyến nghị và tiêu chuẩn kỹ thuật cho các thiết bị Set top box kết nối

với mạng truyền hình cáp dùng kĩ thuật số.

1.2.2.1 Tổ chức ITU

ITU đã đưa ra một số khuyến nghị liên quan đến mạng truyền hình cáp dùng kĩ thuật số.

Các khuyến nghị này bao gồm:

ITU-T J.193 (06-2004) "Requirements for the next generation of set-top-boxes

Khuyến nghị này đưa ra các yêu cầu có tính kiểm tra cho thiết bị set top box thuộc thế hệ

sau có thể kết nối đa dịch vụ.

ITU-T J.142 "Methods for the measurement of parameters in the transmission

of digital cable television signals"

Khuyến nghị này đưa ra một số phương pháp đo kiểm các tham số truyền dẫn của tín

hiệu truyến hình cáp số.

ITU-T J.141 "Performance indicators for data services delivered over digital

cable television systems".

Khuyến nghị này cung cấp các chỉ định chất lượng cho dịch vụ dữ liệu qua hệ thống

truyền hình cáp dùng kĩ thuật số

ITU report 624-4 "Characteristics of Television Systems"

Báo cáo trình bày các đặc tính chung của hệ thống truyền hình

ITU-R BT.1359-1 "Relative timing of sound and vision for broadcasting"

Khuyến nghị cung cấp các chỉ tiêu về trễ giữa hình và tiếng trong truyền hình quảng bá

ITU-R BT.601 (CCIR) "Studio Encoding Parameters of Digital Television for

Standard 4:3 and Wide-Screen 16:9 Aspect Ratio"

Khuyến nghị này đưa ra các yêu cầu về các tham số mã hoá tín hiệu truyền hình số tiêu

chuẩn 4:3 và màn ảnh rộng 16:9

ITU-R BT.653-3 "Teletext System"

Khuyến nghị này đưa ra các yêu cầu cho hệ thống văn bản truyền hình Teletext

Đề tài KC.01.14.06-10

10

1.2.2.2 Tổ chức IEC

IEC - 61883-1 (03-2001), Consumer audio/video equipment - Digital Interface -

Part 1: General

Tiêu chuẩn này đề cập đến các yêu cầu chung cho giao diện thiết bị nghe/nhìn của

người sử dụng.

IEC - 60958-1, -3, Digital Audio Interface - Part 1: General Part 3: Consumer

Application

Tiêu chuẩn này cung cấp giao diện tiếng dạng số cho các ứng dụng của người sử dụng.

IEC - 60870-5, Telecontrol Equipment and System - Part 5: Transmission

Protocol

Tiêu chuẩn này đưa ra giao thức truyền dẫn cho thiết bị và hệ thống điều khiển viễn

thông.

IEC 60169-2, Radio Frequency Connector, Part 2: coaxial unmatched

connector.

Tiêu chuẩn này quy định đầu nối cáp đồng trúc cho kết nối với mạng truyền hình cáp.

IEC 60933-5, Audio, video and audiovisual systems - Interconnections and

matching values - Part 5: Y/C connector for video systems - Electrical matching

values and description of the connector.

Tiêu chuẩn này quy định đầu nối S-Video đấu nối với hệ thống truyền hình.

1.2.2.3 Tổ chức ETSI

ETSI EN 300 - 429 V1.2.1: Digital Video Broadcasting (DVB): Framing

Structure, channel coding and modulation for cable systems

Tiêu chuẩn này đưa ra chuẩn về cấu trúc khung, mã hoá kênh và điều chế cho hệ

thống truyền hình cáp dùng kỹ thuật số.

ETSI EN 300 - 468 V1.6.1: Digital Video Broadcasting (DVB): Specification

for Service Information (SI) in DVB systems

Tiêu chuẩn này đưa ra chuẩn về thông tin dịch vụ cho hệ thống truyền hình cáp dùng

kỹ thuật số.

ETSI EN 300 - 743 V1.2.1: Digital Video Broadcasting (DVB): Subtitling

Systems

Tiêu chuẩn này đưa ra chuẩn về phụ đề cho hệ thống truyền hình cáp dùng kỹ thuật

số.

ETSI TR 101 154 V1.5.1: Digital Video Broadcasting (DVB): Implementation

Guidlines for the use of MPEG-2 systems, video and audio in satellite, cable and

terrestrial broadcasting

Đề tài KC.01.14.06-10

11

Tiêu chuẩn này đưa ra các hướng dẫn thiết lập với hệ thống MPEG-2, hình và tiếng

cho truyền hình vệ tinh, cáp và số mặt đất.

1.2.2.4 Tổ chức Nordig

Là tổ chức chuyên đưa ra các tiêu chuẩn liên quan đến truyền hình số qua mạng cáp

cho các nước thuộc khu vực Bắc Âu bao gồm các thành viên là các nhà khai thác truyền

hình và cung cấp mạng cáp. Quy trình xin giấy chứng nhận của Nordig sẽ phải tuân thủ

theo các tiêu chuẩn do Nordig đề ra trước khi nhận được giấy phép trong thời hạn 4 năm có

dấu logo của Nordig trên sản phẩm.Các phép đo đều dành cho nhà sản xuất và do nhà sản

xuất tiến hành sau đó đệ trình lên Nordig và sẽ có giám sát của Nordig nếu cần thiết.

Bộ tiêu chuẩn của Nordig dành cho nhà sản xuất bao gồm:

- NorDig Unified version 1.0.2: NorDig Unified Requirements for Integrated

Receiver Decoders for use in cable, satellite, terrestrial and IP-based networks

- NorDig Unified Test specification, ver 1.0 Unified NorDig Test Specifications for

Integrated Receiver Decoders for use in cable, satellite, terrestrial and IP-based

networks

1.2.2.5 Tổ chức ECCA (European Cable Communication Association)

Hiệp hội truyền thông cáp châu Âu là một tổ chức có trụ sở tại Brucxel Bỉ, là hiệp hội

các nhà khai thác mạng cáp và các tổ chức quốc gia châu Âu, với mục đích thúc đẩy hợp

tác giữa các nhà khai thác mạng cáp và thúc đẩy cũng như đại diện cho lợi ích của các

thành viên tại châu Âu cũng như trên thế giới. Tổ chức thành lập ngày 2-9-1955 vơi tên gọi

là AID ban đầu gồm các nước Thuỵ sĩ , Bỉ và Hà Lan. Đến năm 1993 thì chính thức đổi tên

thành ECCA trong đó nhấn mạng đến truyền thông băng rộng qua mạng cáp và liên kết

trong các nước châu Âu. ECCA có 35 thành viên từ 21 quốc gia khác nhau.

Hiện nay ECCA đã đưa ra tiêu chuẩn về thiết bị IRD kết nối với mạng cáp đã được

nhất trí bởi các nhà khai thác mạng cáp Châu Âu. Nó đưa ra các yêu cầu cơ bản về phần

cứng chức năng, cơ chế khởi động liên quan.

Hàng năm, ECCA đều 1 lần tổ chức đại hội với sự tham gia của các nhà khai thác

mạng cáp, cung cấp dịch vụ qua mạng cáp, các nhà sản xuất liên quan và được đánh giá là

sự kiện quan trong nhất liên quan đến truyền thông cáp băng rộng trong năm ở Châu Âu.

Tiêu chuẩn của ECCA cho thiết bị Set-top-box kết nối với mạng truyền hình cáp

dùng kĩ thuật số:

EuroBox2004 final Version 1.0 : Technical Baseline Specification of a Digital

Receiver Decoder (IRD) for Use in Cable Networks. (2004)

1.2.2.6 Tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật số của Mỹ

Khác với khu vực châu Âu đưa ra tiêu chuẩn truyền hình số là DVB thì châu Mỹ

dùng tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật số ATSC. ATSC hay Uỷ ban hệ thống truyền hình

tiên tiến được thành lập năm 1982 là một tổ chức quốc tế phi lợi nhuận chuyên đưa ra các

Đề tài KC.01.14.06-10

12

chuẩn hoá cho truyền hình số. Các thành viên của ATSC đại diện cho nhà cung cấp dịch vụ

truyền hình, thiết bị, mạng cáp, vệ tinh... Hiện nay tiêu chuẩn truyền hình số của Mỹ chủ

yếu được chấp nhận ở Châu Mỹ và một số nước khác như Hàn Quốc... ATSC hiện chưa

đưa ra tiêu chuẩn nào cho thiết bị STB nối với mạng cáp dùng kĩ thuật số.

1.2.2.7 Tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật số của Nhật Bản

Cùng với Châu Âu với DVB, Mỹ với ATSC, Nhật Bản cũng đưa ra tiêu chuẩn truyền

hình kĩ thuật số cho mạng cáp của riêng mình là Japanese DVB-C. Giới hạn của chuẩn này

là chủ yếu dùng ở Nhật Bản.

1.2.2.8 Các tiêu chuẩn quốc gia khác

1. Tiêu chuẩn Hồng Kông

Tiêu chuẩn liên quan đến Viễn thông Hồng Kông do HKTA ban hành. HKTA đã đưa

ra Báo cáo của nhóm chuyên gia về tiêu chuẩn cho truyền hình theo yêu cầu và

truyền phát số: Report of the Expert Group for Technical Standards for Video-on-

Demand and Digital Broadcasting có nêu rõ cần phải đưa ra tiêu chuẩn dành cho thiết bị

STB nối với mạng truyền hình cáp trong thời gian sớm nhất.

2. Tiêu chuẩn Singapore

Hiện này, tổ chức IDA của Singapore đã đưa ra tiêu chuẩn cho thiết bị STB kết nối

với mạng truyền hình cáp dùng kĩ thuật số là:

Reference Specification for Digital Video Broadcasting (DVB) Set Top

Box (STB) for connection to Cable TV Distribution Systems

3. Tiêu chuẩn của Australia

Hiện nay Australia mới đưa ra tiêu chuẩn dành cho thiết bị Set top box thu truyền

hình số mặt đất:

AS4933.1-2000 “Digital television- Requirements for Receivers: Part 1; VHF/UHF

DVB-T television broadcasts”

Australia chưa có tiêu chuẩn dành cho thiết bị thu truyền hình số qua mạng cáp

4. Tiêu chuẩn của Ấn Độ

Hiện nay tổng cục Tiêu chuẩn Ấn Độ BIS (Bereau of Indian Standard) đã ban hành

tiêu chuẩn dành cho thiết bị Set top box kết nối với mạng truyền hình cáp dùng kĩ thuật số:

IS 15245:2002 Digital Set top box - Specification

5. Tiêu chuẩn của Hàn Quốc

Hàn Quốc đưa ra tiêu chuẩn cho các thiết bị CATV:

MIC Notice No. 2003-41, Sept 3. 2003 Technical Requirements for

CATV Equipment

Đề tài KC.01.14.06-10

13

6. Tiêu chuẩn của Trung Quốc

Hiện nay, Trung Quốc chưa quyết định lựa chọn tiêu chuẩn cho truyền hình số qua

mạng cáp của Mỹ ATSC, của chấu Âu DVB-C hay tiêu chuẩn trong nước do trường đại

học Tsinghua và Shanghai Jiao Tong xây dựng.

Trong nước, Bộ công nghệ thông tin đã cho phát thử nghiệm truyền hình số cáp theo

tiêu chuẩn Châu Âu DVB-C

1.3. Khảo sát tình hình sử dụng và quản lý thiết bị Set top box kết nối với

mạng truyền hình cáp dùng kĩ thuật số

1.3.1 Tình hình sử dụng

a) Trên thế giới

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất các thiết bị STB cho mạng cáp. Các

thiết bị thuộc loại này được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Các hãng sản xuất và các dòng

thiết bị bao gồm:

Thiết bị Cable Receiver của hãng Scientific Atlanta :

Scientific Atlanta, sát nhập vào Cisco tháng 2 năm, 2006, là nhà cung cấp hàng đầu

các thiết bị mạng truyền dẫn và truy nhập gia đình, STB, modem cáp, các hệ thống tương

tác số cho hình ảnh, Internet tốc độ cao, VoIP.

Explorer®

8450DVB™

HD Set-Top

Chỉ tiêu kĩ thuật:

PVR với ổ cứng 160 GB

Bộ xử lý 32 bít RISC mạnh mẽ

Cấu hình bộ nhớ 128 MB Flash

Giả mã hình MPEG-2, MPEG-4

Hệ thống truy nhập điều kiện CAS

Đầu vào RF IEC 60169-2 Female

Đầu ra TV-SCART và VCR-SCART

Đầu ra USB 2.0

Hỗ trợ độ phần giải 576i, 576p, 720p, và 1080i

Điều chế : 16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM

Đề tài KC.01.14.06-10

14

Thiết bị Cable Receiver của hãng COSHIP.,LTD - Trung Quốc :

Coship Electronics Co., Ltd, thành lập năm 1994, là công ty nổi tiếng trong lĩnh vực

truyền hình số, cáp, thông tin vệ tinh và thông tin quang.

Coship có nhà máy sản xuất STB lớn nhất ở Trung Quốc với các chứng chỉ ISO9000,

FCC, CE, và UL.

Coship đang xây dựng dây truyền sản xuất với công suất 10 triệu sản phẩm/ 1 năm ở

Thượng Hải và Quảng Đông. Với 20 triệu sản phẩm xuất khẩu trong vòng 3 năm gần đây,

Coship là nhà sản xuất hàng đầu về thiết bị STB ở Trung Quốc.

CDVBC5350VI

Các chỉ tiêu kĩ thuật:

Chip xử lý đơn mạnh mẽ Sti5518

Tuân thủ hoàn toàn theo DVB-C/MPEG-2

Lựa chọn giải điều chế : 16QAM, 32 QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM

Độ nhạy cao, chỉnh Eb/No

Hỗ trợ truy nhập CA

Hỗ trợ tìm kiếm NIT

Hướng dẫn sử dụng điện tử

Tự động chuyển đổi PAL/NTSC

Giao diện Menu người sử dụng thân thiện hỗ trợ đa ngôn ngữ OSD

Lưu trữ chương trình kể cả khi tắt nguồn

Hỗ trợ S-Video

Một số sản phẩm khác:

CDVBC5350C CDVBC5680

Thiết bị Cable Receiver của hãng SAMSUNG CO.,LTD - Hàn Quốc :

SAMSUNG đang là nhà sản xuất hàng đầu của thiết bị thu cáp số, vệ tinh và truyền hình số

mặt đất .

DCB-S305G

Đề tài KC.01.14.06-10

15


Theo chuẩn MPEG2/DVB-C

Thu chương trình SCPC / MCPC

Hỗ trợ 4 ngôn ngữ

Dò nhanh và đổi kênh

4000 kênh TV và Radio lập trình được

Tải được phần mềm qua cáp

Hướng dẫn chương trình điện tử cao cấp (EPG)

Phụ đề đa ngôn ngữ

Hỗ trợ VBI đa ngôn ngữ.

Sắp xếp kênh : danh sách ưa thích, tên nhà cung cấp, theo bảng chữ cái

PIP trong sắp xếp kênh và EPG

Khoá mã

2 kết nối Scart

Âm thanh số(S/PIDF)

Tiếng L/R

Dải tần số 50 MHz - 870 MHz

Điện áp vào 100-240 VAC

Công suất tiêu thụ: 10 W

Công suất chế độ dự phòng: 8 W

Bộ nhớ FLASH: 4 MB, RAM: 16 MB

Ngoài ra còn một số dòng sản phẩm như:

DCB 9401R DCB 9401V

DCB S300G DCB 9401Z

Thiết bị của Lung Hwa Electronics Co., Ltd - Đài Loan :

Lung Hwa Electronics Co., Ltd., thành lập 1973, đầu tư mạnh vào Trung Quốc với nhà

máy ở Thượng Hải Trung Quốc trên diện tích 45,000 m2 với sản lượng 600 nghìn PCBA

và 200 nghìn Settopbox một tháng.

DVB-STB S 006

Đề tài KC.01.14.06-10

16

Chỉ tiêu kĩ thuật:

Tín hiệu đầu vào : Tần số 51~858 MHZ, Trở kháng : 750 hms

Giải điều chế : 16,32,64,128,256QAM,

Tốc độ Symbol 3.0~6.52 MS/s, Theo chuẩn ISO/IEC 13818-1.

Giải mã hình : Chuẩn ISO/IEC 13818-2 MP@ML, Tỉ lệ hình 4:3, 16:9,

Định dạng PAL/NTSC, Độ phân giải 720 x 576, 720 x 480

Giải mã thoại : Chuẩn ISO/IEC 13818-3 Lớp I & II, Lấy mẫu 32KHz, 44.1KHz, 48KHz.

Truy nhập có điều kiện : Smart Card ISO7816

Điều khiển từ xa : Spec IR

Điện áp : AC 85~265V, 50/60Hz

Công suất cực đại 25W

Thiết bị của Humax Co., Ltd - Hàn Quốc :

Humax được thành lập vào tháng 2 năm 1989 với tên gọi Conin System Co, Ltd với

các thành viên từ đại học quốc giá Seoul. Hiện nay HUMAX đã thiết lập các công ty con ở

Dubai, Anh, Mỹ, Nhật Bản, Ấn Độ, Italia và Australia. Mạng lưới toàn cầu của Humax bao

gồm các quốc gia ở Châu Âu, Bắc Phi, Nga, Đông Á và Australia.

Sẩn phẩm CX FOX CII


- Đặc tính:

Tuân thủ MPEG-II DVB

Có thể thu được 1000 kênh

Danh sách kênh gồm Toàn bộ, Ưu thích, Ngẫu nhiên 5 nhóm kênh ưu thích (Mỗi nhóm 40

kênh)

Dò kênh tự động, thủ công và tìm kiếm mạng.

Sắp xếp kênh theo số thứ tự và bảng chữ cái

Tự động cài đặt có hướng dẫn chi tiết

Tự động hỗ trợ thiết lập thời gian : Tắt và mở hàng ngày.

Phụ đề hỗ trợ EBU và DVB

Văn bản truyền hình hỗ trợ DVB ETS300472 chèn VBI.

Đề tài KC.01.14.06-10

17

Tự động lựa chọn ngôn ngữ chương trình cho nggon ngữ tiếng với menu thiết lập của

người sử dụng.8 ngôn ngữ OSD: Tiếng Anh, Hà Lan, Pháp, Đan Mạch, Thuỵ ĐIển, Tây

Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ và Đức.

Khoá trẻ em.

Dịch vụ tự động cập nhật phần mềm.

- Thông số kĩ thuật:

Điện áp vào AC 90-250 V , 50-60Hz

Công suất tiêu thụ : Cực đại 10 W, dự phòng: 5 W

Tốc độ symbol đầu vào 4-7 Ms/s

Đầu nối đầu vào IEC 169-2 Female

Đầu nối đầu ra IEC 169-2 Male

Tần số 51 - 858 MHz

Luồng truyền tải MPEG-2 ISO/IEC 13818

Tốc độ đầu vào cực đại 15 Mb/s

Định dạng hình 4:3 và 16:9

Độ phần giải hình Cực đại 720 x 576

Ngoài ra còn có một số dòng sản phẩm:

IR FOX C ND 1000 C

Thiết bị của Pace Micro Technology plc - Vương Quốc Anh:

Pace Micro Technology được thành lập năm 1982 có trụ sở tại Victoria Road,

Saltaire, West Yorkshire, BD18 3LF, Anh. Các khách hàng của PACE có BSkyB của

Anh, Comcast, DirecTV, Time Warner Cable, UPC (Liberty Global), Premiere, SKY

Italia, Viasat, FOXTEL và Sky New Zealand

DC621 Digital Cable Set-top Box with DOCSIS 2.0

Đề tài KC.01.14.06-10

18

Chỉ tiêu kĩ thuật

Bộ xử lý CPU: 240+ MHz

Bộ nhó SDRAM : 32 Mbytes

Bộ nhớ FLASH : 8 Mbytes

Mã hoá hình tiếng theo DVB

Hình MPEG-2 tại MP@ML

Giải mã QAM : 64 đến 1024

Đầu ra SCART: Điều khiển cho chân 8(báo hiệu màn ảnh rộng), chân 16 (RGB), và điều

khiển mức ra của tiếng

Phạm vi tần số 45-862MHz

Tiếng L & R *: Phải (đỏ), Trái (trắng)

SPDIF: Đầu ra điện và quang*.

Ethernet: 10/100 Base -T port

Thiết bị đọc Smart Card: ISO 7816 bộ đọc Card cho truy nhập điều kiện (CA)

Đồ hoạ: 4 mặt phẳng

Hiển thị màn hình: 16 bits trên 1 pixel

Văn bản truyền hình: Cung cấp chèn lại VBI

Tiêu chuẩn an toàn: EN60950 and EN60065

Có khả năng truy nhập Internet

Hỗ trợ xem trả tiền: Xung PPV và VOD

Hiển thị 7 phần: Cung cấp thời gian trong ngày, số kênh và trạng thái

Nguồn điện : 230 VAC+/-15%, 50-60Hz

Công suất tiêu thụ: <15W

b) Trong nước

Hiện nay công ty VTC đã triển khai thử nghiệm hệ thống truyền hình số mặt đất cũng

như biên tập các kênh chương trình riêng. VTC chưa triển khai phát triển truyền hình số

qua mạng cáp

Đài truyền hình Việt Nam, đài truyền hình Hà Nội, Truyền hình TP.Hồ Chí Minh và

công ty Sài Gòn Tourist (SCTV) cũng đã triển khai lắp đặt truyền hình cáp nhưng dùng kĩ

thuật tương tự và các thuê bao không cần dung thiết bị Set top box.

Đài truyền hình Hà Nội, Việt Nam đã tiến hành phát thử nghiệm và thu tín hiệu

truyền hình số qua mạng cáp sử dụng thiết bị của hãng Coship và ScientificAtalanta

Như vậy, mặc dù hiện nay ở Việt Nam chưa chính thức phát rộng rãi truyền hình số

qua mạng cáp nhưng các thử nghiệm đều phát truyền hình số cáp đều dùng tiêu chuẩn

DVB-C của châu Âu với các thiết bị của Coship, Humax.....

1.3.2 Nhận xét

- Trên thế giới thiết bị Set top box kết nối với mạng truyền hình cáp dùng kĩ thuật

số được sử dụng rất rộng rãi và có nhiều hãng cung cấp khác nhau

- Các hãng cung cấp thiết bị đều không đưa ra tiêu chuẩn đo kiểm đánh giá thiết

bị họ đã sử dụng mà chỉ cung cấp các chuẩn liên quan đến truyền hình số như

Đề tài KC.01.14.06-10

19

dùng nén hình MPEG-2, điều chế 64,128, 256 QAM, tuân thủ theo chuẩn truyền

hình số DVB-C của Châu Âu cũng như các tham số cơ bản về các giắc đấu nối

vào/ra, tỉ lệ màn hình hiển thị và bộ nhớ FLASH, SDRAM đều phù hợp với các

quy định của tiêu chuẩn châu Âu EuroBox cho thiết bị STB kết nối với mạng

truyền hình cáp dùng kỹ thuật số

- Về tình hình sử dụng thiết bị ở Việt Nam: Hiện nay chưa cung cấp truyền hình

cáp kĩ thuật số mà chỉ dừng lại ở các thử nghiệm nhỏ nên thiết bị Set top box ở

Việt Nam chưa được cung cấp rộng rãi mà chỉ dùng để thử nghiệm và đều tuân

thủ tiêu chuẩn truyền hình số DVB-C của Châu Âu

- Về tình hình quản lý thiết bị:

o Hiện chưa có tiêu chuẩn để đo kiểm và hợp chuẩn thiết bị

o Đang hướng tới triển khai mạng truyền hình cáp kĩ thuật số và cung cấp

các thiết bị Set top box tới các thuê bao

Thiết kế Set top box

1.4. Giới thiệu Mekong PC Based STB

1.4.1 Tổng quan

MeKong STB là một PC-based Set-Top Box hỗ trợ giải mã MPEG4 và H.264 SD,

HD cung cấp các chức năng bao gồm truyền hình theo yêu cầu (video-on-demand),

electronic program guide(EPG) và một số các loại dịch vụ multimedia tương tác mở rộng.

Do được phát triển trên nền tảng PC với hệ điều hành XP của Microsoft, tuân thủ

kiến trúc về IP Set top Boxes do Microsoft đề ra, tham khảo hướng đi của những nước phát

triển như Nhật Bản và Hàn Quốc về khả năng tối ưu hóa PC để đảm nhiệm vai trò làm các

thiết bị cuối đòi hỏi tính ổn định cao, ít lỗi, bảo mật, có khả năng tự phục hồi. Set-top Box

mà bộ phận nghiên cứu phát triển đề tài đã thừa kế được nhiều tính năng ưu việt sẵn có của

hệ điều hành Windown XP. Phần này tập trung giới thiệu tính năng của MKM-Set-Top

Box, nhấn mạnh các đóng góp chính mà bộ phân nghiên cứu phát triển đã đóng góp.

1.4.2 Các đặc điểm nổi bật

Do được phát triển trên nền windownXP khả năng phát triển ứng dụng cho STB là

rất lớn, bao gồm: Các ứng dụng PC-based, và các ứng dụng Web-based. Có khả

năng biến TV thành một thiết bị giải trí thực sự.

Giải mã MPEG2, H.264, MPEG-4 /AVC và nhiều định dạng Video phổ biến do kế

thừa các codec sẵn có của WindowXP, dễ dàng tìm kiếm, cập nhật bổ sung Codec.

Ngõ ra DVI-HDMI cho phép hiển thị Video chất lượng cao trên TV LCD/Plasma

Plug& Play , dễ dàng cài đặt và bảo trì

Hỗ trợ dải rộng các Video Server, Middleware, các giải pháp bảo vệ nội dung

Bộ xử lý mạnh Pentium 4 2.8GHz cho phép mở rộng STB thành Residential

Gateway của Home Media

Đề tài KC.01.14.06-10

20

1.4.3 Đặc điểm kỹ thuật

Chức năng Mô tả chi tiết

Thông số phần cứng Bộ xử lý : Pentium 4 2,8GHz, Ram 1GB

Hệ điều hành Windown XP SP2

Video decode

Chuẩn giải mã:

MPEG-2 MP@ML

H.264/AVC MP up to L3 3Mbps

MPEG-4 MP@ML 3Mbps

Mode: PAL/NTSC

Màn hình: tỉ lệ cao/ rộng = 4:3 và 16:9

Kich cỡ ngõ ra: 480p, 720p, 1080p

Audio decode

Định dạng giải mã:

MPEG (layer1,2), AAC, MPEG2 AAC, MPEG4 AAC

Điều chỉnh tiếng: 32 mức, tắt tiếng

Chế độ ngõ ra: Mono/Stereo

Input/Output

Interface

Video output: 1xDVI/HDMI

Audio output: 1xRCA jack (L/R) for stereo output

Enthernet interface: 1*10/100M Base-T RJ45

USB2.0 *5

Infrared remote control

OSD

(On Screen Display)

Color: 32-bit RGB video

Alpha blending: 256 layer

Pictures in Graphics

Embed Browser IE 7.0 (hoặc IE 8.0) , javaScript 1.6

Định dạng ảnh: Tất cả các định dạng

Giao thức

Các giao thức cơ bản

Các giao thức chuyển vận luồng media

IP protocols: IPv4 ( hỗ trợ IPv6)

Giao thức mạng: TCP/IP, HTTP, DHCP, DNS, NTP

Đề tài KC.01.14.06-10

21

Giao thức chuyển vận luồng: VOD (RTSP control)

+ SMA 1.0, ISO/IEC 14496-14, and RFC3640 for RTP/RTSP

MPEG4 streaming server support

+ISO/IEC 14496-15, and RFC 3984 for RTP/RTSP MPEG4

AVC/H.264 streaming server support

Bảng 0-1: Đặc điểm kỹ thuật MKM Set-top Box

1.4.4 Đặc điểm vật lý

Đặc điểm Chi tiết

Kích cỡ 45cmx29cmx6cm( Dài x Rộng x Cao)

Power adapter

Power 220V , 50/60Hz

Nhiệt độ làm việc 0 độC đến 42 độ C

Độ ẩm 5% đến 95%

Điều khiển từ xa 39 phím

Bảng 0-2: Đặc điểm vật lý

1.4.5 Mô tả giao diện

Hình 0-1: Mặt trước và mặt sau STB

Đề tài KC.01.14.06-10

22

Ký hiệu Mô tả Chức năng

1 Phím nguồn Bật tắt STB

2 Cổng USB phía trước Cổng chức năng chưa được cập nhật

3 Cổng IEEE 1394 Cổng chức năng chưa được cập nhật

4 Cổng cắm thẻ nhớ Khống sử dụng

5 Cổng cắm nguồn Cắm nguồn cho STB

6 Cổng cắm mic Cổng chức năng chưa được cập nhật

7 Cổng audio out Nối dây audio out ra Ti vi

8 Cổng audio in Cổng chức năng chưa được cập nhật

9 Cổng Cổng chức năng chưa được cập nhật

10 Cổng DVI Nối dây tín hiệu ra Ti vi

11 Cổng LAN Nối mạng cho STB

12 Cổng IEEE 1394 Cổng chức năng chưa được cập nhật

13 Cổng USB phía sau Nối thiết đầu thu hồng ngoại cho STB

Bảng 0-3: Bảng mô tả giao diện STB

1.5. Thiết kế MKM PC Based STB

1.5.1 Sơ đồ khối Set-top Box

Bảng 0-4: Sơ đồ khối MKM Set-top Box

Đề tài KC.01.14.06-10

23

1.5.2 Mô tả các chức năng

Tên Mô tả

Hardware :

Bao gồm IR Hardware

Toàn bộ phần cứng đặc trưng của một chiếc

PC. Được bổ sung modul phần cứng IR làm

đầu thu tín hiệu từ điều khiển từ xa.

Graphic Driver/Audio Driver/

Media processor Driver/ Codecs/ IR Driver

Các driver của windown và driver IR của

module IR harware

Kenel Real-time*, Preemptive,

Multi-tasking

Khối nhân của hệ điều hành Windown Xp

thực hiện các tiến trình lõi.

Graphic/Media/Networking Middleware Module middleware để xuất âm thanh, hình

ảnh, đồ họa.

MKM

MIDDLEWARE

STB Controller

Module phần mềm đảm nhận điều phối hoạt

động của các modul khác.

Network Error Handler Kiểm soát lỗi truy cập mạng của STB.

UI Customizer Tùy biến giao diện của Windows ( Màn hình

khởi động, chuột..)

Updater Modul phụ trách việc cập nhật phiên bản

mới cho STB

Authenticate Module

( Modul xác thực)

Modul lấy địa chỉ Mac của STB và thực hiện

yêu cầu xác thực để truy nhập dịch vụ.

Customized IE7 - Khối tùy biến IE7 Khối được mở rộng từ IE 7 bổ sung thêm

nhiều đặc tính để giúp IE hiển thị tốt EPG

Windown Media Plugin

Khối được mở rộng từ Windown media

player để phát các luồng video/audio trừ

Media Streaming Server

IR Remote control Interface

Giao diện điều khiển hồng ngoại từ xa.

Giao diện để thực hiện các lệnh điều khiển từ

người dùng. Chuyển tiếp lệnh cho EPG trên

IE hoặc đến Windown media player.

Bảng 2-5: Mô tả các chức năng

Đề tài KC.01.14.06-10

24

1.5.3 Mô tả hoạt động của Set-top Box

1.5.3.1 Biểu đồ hoạt động ca sử dụng: Truy nhập dịch vụ IPTV của STB

ID: STB-ACCESS-MIPTV-UC01

Bảng 0-6: Set-top Box Truy nhập dịch vụ

1. STB Controller (Modul điều khiển bên trong STB, duy trì điều phối và giám sát

hoạt động của các modul với nhau theo các tiến trình) kiểm tra trạng thái mạng

bằng cách gọi hàm của NetworkErrorHandler

2. Network Error Handler thực hiện thao tác kiểm tra mạng bằng hàm

CheckNetworkStatus()

3. Network Error Handler trả kết quả tình trạng mạng (True/False) cho STB

Controller

4. Nếu nhận được statusResult =false. STB Controller sẽ khởi động trình duyệt với

thông báo: Mạng bị có vấn đề, không thể truy nhập dịch vụ IPTV. Nếu nhận

statusResult=true. STB Controller sẽ thực hiện khởi động modul Conditional

Access để thực hiện yêu cầu xác thực/ phân quyền sử dụng dịch vụ IPTV

5. Conditional Access yêu cầu xác thực bằng webservice tới dịch vụ xác thực trên

Server

6. Server trả về giá trị và thông tin xác thực .

7. Conditional Access chuyển tiếp thông tin xác thực cho STB Controller

Đề tài KC.01.14.06-10

25

8. Nếu authenticateResult =false, thì STB Controller sẽ khởi động trình duyệt để hiện

thông báo: Thiết bị không có quyền truy cập dịch vụ MKM IPTV, nếu

authenticateResult=true, STB Controller khởi động trình duyệt truy nhập được vào

các dịch vụ IPTV

9. WebBrowser thực hiện các httpRequest dựa vào các mã thực thi phía client của

EPG.

10. WebBrowser nhận các httpReponse

11. WebBrowser thực thi hiển thị các kết quả từ phía Server trả về cho người sử dụng.

1.5.3.2 Biểu đồ hoạt động ca sử dụng : Sử dụng dịch vụ VOD từ STB

ID: STB-VOD-CONSUME-UC02

Bảng 0-7: STB sử dụng dịch vụ VOD

1. WebBrowser thực thi mã phía client để nhận thông tin về nội dung muốn phát.

2. EPG Server gửi nội dung contentMetadata về cho Client

3. Client khởi động Windown Media Player với đối số contentURL

4. Window Media Player yêu cầu luồng MediaStream từ Media Streaming Server

5. Media Streaming Server phát luồng media Stream về cho Windown Media Player

6. Windown Media Player giải mã và phát hình ảnh, âm thanh lên màn hình Tivi.

1.5.3.3 Biểu đồ hoạt động ca sử dụng : Update tự động

ID:STB-AutoUpdate-UC03

1. Updater lưu trữ thông tin phiên bản hiện tại. Gọi dịch vụ getIsOldVersion(@param:

verNumberID) để kiểm tra việc cập nhật phiên bản.

2. UpdateServer xử lý so sánh số verNumberID của STB gửi lên với version mới nhất

trong hệ thống. Nếu verNumberID < CurrentNumberID thì trả về giá trị true. Báo

cho Updater thực hiện thao tác tải version

Đề tài KC.01.14.06-10

26

Bảng 0-8: STB Tự động cập nhật phiên bản mới

3. Updater tải version với số CurrentNumberID

4. Upgrade Server truyền version mới về cho Updater

5. Updater thực hiện quá trình Update. Thay thế các file mới bằng các file cũ trong hệ

thống.

1.5.3.4 Biểu đồ ca sử dụng : Dịch vụ thanh toán trực tuyến từ STB

ID: STB-EDI-MIPTV-UC04

Bảng 2-9: Dịch vụ thanh toán trực tuyến từ STB

1. Modul IR Remote Control nhận tín hiệu đăng kí của người dùng, chuyển vào

form login của EDI Client Code ( Những mã thực thi phía Client trên trình

duyệt)

Đề tài KC.01.14.06-10

27

2. EDI Client Code thực hiện kiểm tra chuỗi kí tự nhập vào, loại bỏ các ngoại lệ

và khả năng gây lỗi.

3. EDI Client Code thực hiện xác thực với ID được nhập

4. EDI tiến hành xác thực và kiểm tra thông tin chi tiết về tài khoản đăng nhập.

5. EDI Server trả giá trị authenticate về cho EDI Client Code

6. Người dùng bắt đầu thực hiện các giao dịch qua điều khiển từ xa. Tín hiệu sẽ

được mã hóa chuyển đến EDI Client Code

1.5.3.5 Biểu đồ ca sử dụng : Sử dụng dịch vụ điều khiển nhà thông minh

ID: STB-SMARTHOME-MIPTV-UC05

Bảng 2-10: Dịch vụ điều khiển nhà thông minh

1. IR Remote Control nhận lệnh bật đèn, chuyển thành gọi hàm

pressTurnOnWallLight() cho SmartHome Client Code

2. SmartHome Client Code gọi hàm turnOnWallLight() đến SmartHomeServer

3. SmartHomeServer điều khiển bật thiết bị phần cứng qua turnOnWallLight()

4. Đèn tường được bật.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Sau hơn 2 năm nghiên cứu và phát triển, nhóm đề tài về cơ bản đã nắm được kiến

trúc và hoạt động của thiết bị set top box, từ đó đã đưa ra được qui trình thiết kế set top

box chuẩn.

Việc tự thiết kế được set top box mang lại rất nhiều ý nghĩa về kinh tế và khoa học,

thay vì phải nhập các thiết bị từ nước ngoài với giá thành cao, đôi khi có những tính năng

không cần thiết, nhóm đề tài có thể tự thiết kế ra set top box với mức độ tối ưu cao, giảm

được giá thành.

Trong tương lai, nhóm sẽ cố gắng hoàn thiện hơn bản thiết kế và đi đến việc chế tạo

ra sản phẩm thật để có thể sớm ứng dụng trên thị trường.

Đề tài KC.01.14.06-10

28

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] “System Analysis, Design, and Development” (WILEY)

[2] Chỉ tiêu kỹ thuật (datasheet) của chip DM355

[3] “Programming Embedded Systems in C and C++” (Michael Barr )

[4] Designing Embedded Hardware by John Catsoulis

[5] The DSP Handbook: Algorithms, Applications and Design Techniques by Andy

Bateman and Iain Paterson-Stephens

[6] Signal Processing Study Guide: Fourier analysis, FFT algorithms, Impulse

response, Laplace transform, Transfer function, Nyquist theorem, Z-transform,

DSP Techniques, Image proc. & more by MobileReference and mobi (Kindle

Edition - July 31, 2007)

[7] C Algorithms for Real-Time DSP by Paul M. Embree (Paperback - May 27, 1995)

[8] DSP Applications Using C and the TMS320C6x DSK by Rulph Chassaing

[9] IP_Set-top_Boxes_Whitepaper v2 by MicroSoft



ĐỀ TÀI



Mã số: KC.01.14/06-10


“PHỤ LỤC PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA

HỆ THỐNG IPTV THỬ NGHIỆM”

Nhóm thực hiện: Th.S Lâm Quang Tùng



KS. Nguyễn Hoài Nghĩa

Hà nội 1/2011


“PHỤ LỤC PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CỦA

HỆ THỐNG IPTV THỬ NGHIỆM”

ĐỀ TÀI



Mã số: KC.01.14/06-10

Version 1.6N



Đề tài KC.01.14/06-10

1

Mục lục

Revision History ..................................................................... Error! Bookmark not defined.

Mục lục.................................................................................................................................. 1


1. Giới thiệu ...................................................................................................................... 6

2. Mô hình hạ tầng mạng IPTV MKM .......................................................................... 6

2.1. Trung tâm Video Headend ..................................................................................... 7

2.2. Mạng truyền dẫn .................................................................................................... 8

2.2.1 Giới thiệu mạng IP VDC ....................................................................................... 9

2.2.2 Giới thiệu mạng HFC VCTV................................................................................ 10

2.3. Đầu cuối người dùng End User............................................................................ 11

3. Khả năng đáp ứng của mạng IPTV MKM .............................................................. 12

3.1. Vấn đề 1: băng thông kết nối đầu cuối người sử dụng ........................................ 12

3.2. Vấn đề 2: băng thông đáp ứng của kết nối trong mạng ....................................... 13

3.2.1 Trường hợp 1: 1500 thuê bao IPTV trong đó tất cả đều sử dụng dịch vụ Internet của

VDC 13

3.2.2 Trường hợp 2: 1500 thuê bao IPTV trong đó 1000 thuê bao sử dụng dịch vụ Internet

của VDC, 500 thuê bao sử dụng dịch vụ Internet thông qua HFC VCTV............................. 15


của VDC, 750 thuê bao sử dụng dịch vụ Internet thông qua HFC VCTV............................. 16


của VDC, 1000 thuê bao sử dụng dịch vụ Internet thông qua HFC VCTV........................... 17

3.3. Vấn đề 3: khả năng chịu tải/đáp ứng của Streaming Server ................................ 18

4. Kết luận ....................................................................................................................... 20

5. Phụ lục......................................................................................................................... 21

5.1. Phụ lục 1: Danh sách thiết bị hạ tầng mạng phục vụ đề tài Kc01-14 .................. 21

5.2. Phụ lục 2: Chi tiết kĩ thuật thiết bị hạ tầng phục vụ đề tài Kc01-14 .................... 22

5.2.1 CMTS Cuda 3000 ............................................................................................... 22

5.2.2 Fast Flow Server BigBand BPM .......................................................................... 23

5.2.3 Streaming Server/Encoder IBM x3650 ................................................................. 24

5.2.4 Cisco ISR 2821 (Support Multicast) ..................................................................... 26

6. TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 28

Đề tài KC.01.14/06-10

2


Hình 2-1: Mô hình hạ tầng mạng IPTV MKM ...................................................................... 6

Hình 2-2: Trung tâm Video Headend .................................................................................... 7

Hình 2-3: Mạng truyền dẫn .................................................................................................... 8

Hình 2-4: Sơ đồ tổng quan mạng MegaVNN VDC ............................................................... 9

Hình 2-5: Sơ đồ tổng quan mạng truyền hình cáp HFC VCTV .......................................... 10

Hình 2-6: Đầu cuối người dùng ........................................................................................... 11

Hình 3-1: Mô hình mạng IPTV MKM................................................................................. 12

Đề tài KC.01.14/06-10

3


Từ viết tắt Thuật ngữ Tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

ADC Application Delivery Controller Bộ điều khi n phân phối ứng dụng

API Application Program Interface Giao diện chương trình ứng

dụng

A/D Analogue and Digital Converter Bộ chuy n đổi tương tự /số






Multiplexer

Bộ ghép kênh truy cập

đường dây thuê bao số




DVB-T Digital video Broadcasting-Terrestrial

Quảng bá video số- Mặt đất


HTTP Hyper Text Transport Protocol Giao thức truyền tải siêu văn

bản

ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khi n Internet


IGMP Internet Group Management Protocol Giao thức quản lý nhóm

Internet






Đề tài KC.01.14/06-10

4





OMC Operation and Maintenance Center Trung tâm vận hành bảo

dưỡng



PPP Point-to-Point Protocol Giao diện đi m-đi m




Service

Xác thực quay số từ xa trong

dịch vụ người dung



RTP Real-time Transport Protocol Giao thức truyền dẫn thời

gian thực

RTS Real-time Transfer Protocol Giao thức truyền tải thời gian

thực

RTSP Real-Time Streaming Protocol Giao thức truyền thời gian

thực

SDK Software Development Kit Phát tri n phần mềm Kit





Protocol

Giao thức quản lý mạng đơn

giản

SOAP Simple Object Access Protocol Giao thức truy cập đối tượng

đơn giản




Đề tài KC.01.14/06-10

5

TCP Transfer Control Protocol Giao thức điều khi n truyền

dẫn






Đề tài KC.01.14/06-10

6

1. Giới thiệu

Tài liệu này giới thiệu mô hình hệ thống tri n khai thử nghiệm IPTV của công ty MKM

trên nền là hệ thống mạng lõi IP của công ty điện toán và truyền số liệu VDC và hệ thống

mạng HFC của truyền hình cáp Việt Nam VCTV.

2. Mô hình hạ tầng mạng IPTV MKM

Sau thời gian nghiên cứu và thử nghiệm những mô hình hạ tầng mạng IPTV khác nhau,

trung tâm nghiên cứu và phát tri n (R&D) công ty MKM đã tri n khai thử nghiệm hạ tầng

mạng cung cấp dịch vụ truyền hình tương tác IP sử dụng hạ tầng truyền dẫn của công ty

điện toán và truyền số liệu VDC và mạng lai ghép quang đồng trục HFC (Hybrid Fiber-

Coaxial) của công ty truyền hình cáp Việt Nam VCTV.

Streaming server 1

Streaming server 2

Streaming server n

.

..

File storage

Ife1 Ifs1

Encoder

Live Camera

Satellite

Receiver

Encoder

Ife2

Ife3

Ifs2

VIDEO HEADEND END USERTRANSPORT NETWORK

Optical Node


Hybrid Fibre-Coaxial Network(Support Multicast)

VDC

BackboneVDC IP Network(Support Multicast)

HFC VCTV CMTS(Support Multicast)

RF Amplifier

IfB

Set-top

Box

HDTV

VDC BackboneADSL Modem

`

PC

If2

If4

DSLAM

Muticast Router

CMTSMuticast Router

If1HFC VCTV Splitter

Cable Modem Set-top

Box

Cable Modem Set-top

Box

If3

If3

O/EE/O

HDTV

HDTV

IP Backbone

Back-up

VoD

Hình 2-1: Mô hình hạ tầng mạng IPTV MKM

Mạng IPTV của MKM bao gồm 3 thành phần chính:

- Trung tâm Video Headend.

- Mạng truyền dẫn (Transport Network).

- Khối đầu cuối người sử dụng (End User).

Mạng IPTV của MKM có khả năng truyền tin qua giao thức Multicast do sử dụng các bộ

định truyến (Router) và CMTS (Cable Modem Termination System) hỗ trợ phương thức

truyền tin Multicast.

Đề tài KC.01.14/06-10

7

2.1. Trung tâm Video Headend

Streaming server 1

Streaming server 2

Streaming server n

.

..

File storage

Ife1 Ifs1

Encoder

Live Camera

Satellite

Receiver

Encoder

Ife2

Ife3

Ifs2

VIDEO HEADEND


Transport

Network

IfB

VoD


Trung tâm Video Headend là thành phần quan trọng nhất trong mô hình cung cấp dịch vụ

IPTV của công ty MKM, trung tâm Video Headend bao gồm các thành phần chính là:


nhau như : camera, đầu thu KTS, hay mã hóa các file dữ liệu Media trong thư viện

có sẵn thành những luồng tín hiệu media thích hợp chuy n lên hệ thống máy chủ



Media dưới dạng những luồng tín hiệu được đóng gói trong các bản tin IP (Internet

Protocol) khi nhận được yêu cầu (Request) sử dụng dịch vụ từ khách hàng đầu

cuối (End User).

Đề tài KC.01.14/06-10

8

- Bộ chuy n mạch cân bằng tải (Load Balance Switch): đứng vị trị trung gian giữa




luồng.

Trung tâm Video Headend đảm nhận vai trò cung cấp dịch vụ tương tác trên nền IP, cụ th

ở đây là tiếp nhận và đáp ứng yêu cầu sử dụng dịch vụ nhận được từ đầu cuối. Những dịch

vụ cung cấp:

- Dịch vụ Video theo yêu cầu: VoD (Video on Demand).


2.2. Mạng truyền dẫn

VDC BackboneIf2

If4

DSLAM

Muticast Router

CMTS

Muticast Router

If1HFC VCTVO/EE/O

IP Backbone

TRANSPORT NETWORK

Optical NodeHybrid Fibre-Coaxial Network(Support Multicast)

VDC



RF Amplifier

End UserHeadend

Back-up

Hình 2-3: Mạng truyền dẫn

Mạng truyền dẫn (Transport Network) có nhiệm vụ truyền tải nội dung số từ trung tâm

Video Headend tới người dùng đầu cuối. Mạng truyền dẫn của công ty MKM được xây

dựng dựa trên nền tảng mạng internet của công ty điện toán và truyền số liệu VDC và

mạng lai ghép quang đồng trục HFC (Hybrid Fiber-Coaxial) của công ty truyền hình cáp

Việt Nam VCTV.

Đề tài KC.01.14/06-10

9

2.2.1 Giới thiệu mạng IP VDC

Hình 2-4: Sơ đồ tổng quan mạng MegaVNN VDC

Mạng IP của công ty điện toán và truyền số liệu VDC mà nhóm đề tài sử dụng là hệ thống

mạng ADSL 2+ MegaVNN hỗ trợ kết nối tới đầu cuối tối đa Downlink/Uplink: 8000/640

Kbps. Mạng bao gồm những thành phần:

- DSLAM: là thiết bị đặt ở phía tổng đài, là đi m cuối của kết nối ADSL. Nó chứa

vô số các modem ADSL bố trí về một phía hướng tới các mạch vòng và phía kia là

kết nối cáp quang.

Một thiết bị DSLAM có th tập hợp nhiều kết nối thuê bao ADSL – có th nhiều tới

hàng trăm thuê bao – và tụ lại trên một kết nối cáp quang. Kết nối cáp quang này

được nối tới thiết bị gọi là BRAS (Broadband Access Server), nhưng nó cũng có

th không nối trực tiếp tới BRAS vì BRAS có th đặt ở bất cứ đâu.

- BRAS: là thiết bị đặt giữa DSLAM và POP của ISP. Một thiết bị BRAS có th

phục vụ cho nhiều DSLAM.

Các giao thức truyền thông được đóng gói đ truyền dữ liệu thông qua kết nối

ADSL, vì vậy mục đích của BRAS là mở gói đ hoàn trả lại các giao thức đó trước

khi đi vào Internet. Nó cũng đảm bảo cho kết nối của người dùng tới ISP được

chính xác.

- Splitter: là bộ lọc có chức năng tách riêng tín hiệu thoại và dữ liệu tại đầu nhà cung

cấp dịch vụ. Splitter có th tích hợp cùng với DSLAM.

Đề tài KC.01.14/06-10

10

2.2.2 Giới thiệu mạng HFC VCTV

Hệ thống mạng cáp VCTV xây dựng dựa trên cấu trúc mạng lai ghép quang đồng trục HFC

(Hybrid Fiber Coaxial).

Hình 2-5: Sơ đồ tổng quan mạng truyền hình cáp HFC VCTV

Một hệ thống lai ghép gồm 3 phần:

- Phần trung tâm: Là nơi tập hợp tất cả các thiết bị đầu cuối phục vụ cho quá trình

thu phát tín hiệu.

- Phần truyền dẫn quang: Bao gồm toàn bộ các thiết bị như ODF, Măng sông, cáp

quang, node quang, MUX quang,..được sử dụng đ truyền tải tín hiệu đi xa. Hệ

thống cáp quang thường có cấu trúc theo các vòng ring đ đảm bảo khả năng dự

phòng khi có các sự cố trên đường truyền.

- Phần đồng trục và thuê bao : là tập hợp các thiết bị làm việc với tín hiệu RF như cáp

đồng trục, các khuếch đại, hộp Tap, các bộ chia, và các thiết bị đầu cuối thuê bao.

Đ đảm bảo chất lượng kỹ thuật các nguồn tín hiệu truyền dẫn trên mạng cáp cũng như đ

thống nhất về tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống HFC, các tiêu chuẩn kỹ thuật cần đáp ứng

là:

- Dải tần 5 862MHz:

+ 5 65 MHz: Truyền từ thuê bao về trung tâm (Return Path).

+ 87 550 MHz: Truyền dẫn tín hiệu tương tự từ trung tâm tới thuê bao.

+ 550 862 MHz: Truyền dẫn tín hiệu số từ trung tâm tới thuê bao.

- Tiêu chuẩn TH tương tự:

Đề tài KC.01.14/06-10

11

+ Hệ truyền hình màu PAL-B/G, băng tần 7/8MHz, hệ tiếng 5,5MHz.

+ Mức tín hiệu tại đầu cuối: 5 dBmV 20 dBmV.


- Tiêu chuẩn TH số DVB

+ Tốc độ dòng bít mỗi chương trình 2 5 Mbps.

+ Điều chế tín hiệu: 64QAM.

+ Mức tín hiệu tại đầu cuối: -15 dBmV 5 dBmV.


2.3. Đầu cuối người dùng End User

ADSL Modem`

PC

Splitter

Cable Modem Set-top

Box

Cable Modem Set-top

Box

If3

If3HDTV

HDTV

Set-top

Box

HDTV

END USER

Transport

Network

Hình 2-6: Đầu cuối người dùng

Đầu cuối người dùng là các bộ thu và giải mã tín hiệu Set-top Box (STB) với giao diện

người dùng thân thiện và dễ sử dụng.

Bộ giải mã STB có th giải mã và trình chiếu các nội dung số, Video theo chuẩn MPEG2,

MPEG4, H 264,.. thông qua giao tiếp HDMI với màn hình hi n thị.

Đề tài KC.01.14/06-10

12

3. Khả năng đáp ứng của mạng IPTV MKM

Streaming server 1

Streaming server 2

Streaming server n

.

..

File storage

Ife1 Ifs1

Encoder

Live Camera

Satellite

Receiver

Encoder

Ife2

Ife3

Ifs2

VIDEO HEADEND END USERTRANSPORT NETWORK

Optical Node


Hybrid Fibre-Coaxial Network(Support Multicast)

VDC



RF Amplifier

IfB

Set-top

Box

HDTV

VDC BackboneADSL Modem

`

PC

If2

If4

DSLAM

Muticast Router

CMTSMuticast Router

If1HFC VCTV Splitter

Cable Modem Set-top

Box

Cable Modem Set-top

Box

If3

If3

O/EE/O

HDTV

HDTV

IP Backbone

Back-up

VoD

Hình 3-1: Mô hình mạng IPTV MKM

Trong quá trình thực hiện đề tài, các hạn chế khi mở rộng số lượng thuê bao là:

Băng thông đáp ứng của kết nối trong mạng trục khi số lượng thuê bao tăng.

Khả năng chịu tải/đáp ứng yêu cầu của hệ thống các Streaming Server với số lượng lớn

các luồng streaming đồng thời.

Băng thông cho các kết nối đầu cuối người dùng đảm bảo chất lượng ổn định khi sử

dụng dịch vụ.

3.1. Vấn đề 1: băng thông kết nối đầu cuối người sử dụng

Dịch vụ IPTV của MKM yêu cầu băng thông kết nối của người sử dụng đạt mức

Downlink/Uplink là 3000/250 Kbps trở lên do những nội dung Media được cung cấp được

phát dưới dạng những luồng MPEG 4 chỉ yêu cầu băng thông trung bình 2Mbps là đủ đảm

bảo chất lượng.

Đường truyền của những thuê bao MegaVNN của VDC và thuê bao cáp sử dụng Cable

Modem của mạng HFC hoàn toàn đủ đáp ứng điều kiện trên. Khi số lượng thuê bao tăng

lên, băng thông kết nối tới đầu cuối người sử dụng chỉ cần đảm bảo độ ổn định kết nối mà

không ảnh hưởng tới khả năng chịu tải của hệ thống.

Đề tài KC.01.14/06-10

13

3.2. Vấn đề 2: băng thông đáp ứng của kết nối trong mạng

Khi số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ IPTV tăng đột biến, số lượng luồng Media được

yêu cầu tăng, kéo theo tải đáp ứng lên đường truyền tăng đột biến. Điều này ảnh hưởng tới

khả năng đáp ứng của hệ thống.

Ta có, tổng Bandwidth (BW) của hệ thống IPTV là:

= + [Eq 1]

BW tổng của các thuê bao sử dụng dịch vụ VoD là:

= x x [Eq 2]

BW tổng của các thuê bao sử dụng dịch vụ Live_TV là :

= m x

[Eq 3]

Trong đó:

- : Số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ VoD trong cùng 1 thời đi m.

- , : Số lượng luồng 1 thuê bao chiếm dụng khi sử dụng dịch vụ VoD.

- : Số lượng kênh Live_TV hệ thống cung cấp .

Theo khảo sát, tỉ lệ thuê bao IPTV sử dụng dịch vụ VoD đối với tỉ lệ thuê bao sử dụng dịch

vụ Live_Tv tương ứng là 25% và 75% (theo báo cáo nghiên cứu thị trường IPTV toàn thế

giới của Telcom TV 2009).

Đối với dịch vụ IPTV do MKM cung cấp, mỗi thuê bao khi sử dụng dịch vụ VoD (giao

thức truyền tin Unicast) sẽ chiếm dụng 1 luồng Stream với băng thông kết nối là 2 Mbps;

Mỗi thuê bao khi sử dụng dịch vụ Live_TV (giao thức truyền tin Multicast) sẽ chiếm dụng

chung duy nhất 1 luồng với BW là 2 Mbps, đống thời số lượng kênh sống hệ thống cung

cấp là 10 kênh tương đương với m = 10.

Do đó tải của hệ thống khi tất cả thuê bao sử dụng dịch vụ đồng thời tại là:

= + [Eq 4]

Tải của hệ thống tại = tải của hệ thống tại = ½ tải của hệ thống tại - [Eq5].

3.2.1 Trường hợp 1: 1500 thuê bao IPTV trong đó tất cả đều sử dụng dịch vụ

Internet của VDC

Dựa trên tỉ lệ số thuê bao IPTV sử dụng dịch vụ VoD và Live_TV tương ứng là 25% và

75%, số lượng thuê bao sử dụng các dịch vụ cụ th trong trường hợp này là:

- Số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ VoD trong cùng 1 thời đi m = 375 thuê bao.

Đề tài KC.01.14/06-10

14

- Số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ Live_TV trong cùng 1 thời đi m = 1125 thuê

bao.

Theo [Eq2] ta có:

- BW tổng cộng của thuê bao sử dụng dịch vụ VoD tại IF2 là:

= x x

= 375 x 2 x 1

= 750 (Mbps)


= x x

= 0 x 2 x 1

= 0 (Mbps)

Theo [Eq3] ta có:

- BW tổng cộng của thuê bao sử dụng dịch vụ Live_TV tại IF2 là:

= m x

= 10 x 2

= 20 (Mbps)


= m x

= 0

Do trong trường hợp này không có thuê bao nào sử dụng dịch vụ Live_TV.

Khi đó, tải của hệ thống khi tất cả 1500 thuê bao sử dụng dịch vụ đồng thời tại IFb theo

[Eq4] là:

= +

= 750 + 0 + 20 + 0

= 770 (Mbps)

Tải của hệ thống tại = tải của hệ thống tại = ½ tải của hệ thống tại = 770/2 =

385 Mbps .

Đề tài KC.01.14/06-10

15

Hiện tại, các , , , , mà hệ thống đang sử dụng đều là các kết nối tốc

độ cao 1 Gbps > 770 Mbps nên chắc chắn băng thông đáp ứng của hệ thống hoàn toàn đủ

khả năng cung cấp dịch vụ đồng thời tới 1500 thuê bao trong trường hợp này.

3.2.2 Trường hợp 2: 1500 thuê bao IPTV trong đó 1000 thuê bao sử dụng dịch

vụ Internet của VDC, 500 thuê bao sử dụng dịch vụ Internet thông qua

HFC VCTV





bao.

Theo [Eq2] ta có:


= x x

= 250 x 2 x 1

= 500 (Mbps)


= x x

= 125 x 2 x 1

= 250 (Mbps)

Theo [Eq3] ta có:


= m x

= 10 x 2

= 20 (Mbps)


= m x

= 10 x 2

= 20 (Mbps)

Đề tài KC.01.14/06-10

16


[Eq4] là:

= +

= 500 + 250 + 20 + 20

= 790 (Mbps)


395 Mbps .






HFC VCTV





bao.

Theo [Eq2] ta có:


= x x

= 375/2 x 2 x 1

= 375 (Mbps)


= x x

= 375/2 x 2 x 1

= 375 (Mbps)

Theo [Eq3] ta có:


= m x

Đề tài KC.01.14/06-10

17

= 10 x 2

= 20 (Mbps)


= m x

= 10 x 2

= 20 (Mbps)


[Eq4] là:

= +

= 375 + 375 + 20 + 20

= 790 (Mbps)


395 Mbps .






HFC VCTV





bao.

Theo [Eq2] ta có:


= x x

= 125 x 2 x 1

= 250 (Mbps)


Đề tài KC.01.14/06-10

18

= x x

= 250 x 2 x 1

= 500 (Mbps)

Theo [Eq3] ta có:


= m x

= 10 x 2

= 20 (Mbps)


= m x

= 10 x 2

= 20 (Mbps)


[Eq4] là:

= +

= 250 + 500 + 20 + 20

= 790 (Mbps)


395 Mbps .




3.3. Vấn đề 3: khả năng chịu tải/đáp ứng của Streaming Server

Phần trên, nhóm đề tài đã xét tới khả năng chịu tải/ đáp ứng của hệ thống mạng truyền tải,

trong phần này, nhóm đề tài sẽ đề cập tới khả năng chịu tải/đáp ứng của Streaming Server

khi số lượng thuê bao tăng tới 1500.

Xét tới tải của hệ thống Video Headend ta thấy, tổng tải phải đáp ứng đối với kết nối từ

Load Balance Switch tới Streaming Server trong trường hợp lớn nhất là 754 Mbps với số

lượng Request luồng là 1500 (chỉ cần xét trường hợp tổng tải lên Video Headend lớn nhất

mà hệ thống có th đáp ứng được thì các trường hợp tổng tải nhỏ hơn không cần phải xét

tới).

Đề tài KC.01.14/06-10

19

Hiện tại, hệ thống đang sử dụng:

- Barracuda 340 làm Load Blancing tự động phân tải tới các Streaming server với

các đặc đi m: số lượng server hỗ trợ tối đa: 35, througput tối đa 950 Mbps ( [1] tài

liệu datasheet Barracuda 340).

- 2 IBM server X3650 làm Streaming Server, mỗi server hỗ trợ 50 luồng, kết nối với

Load Balance Switch tốc độ 1 Gbps.

Như vậy, do hạn chế của hạ tầng mạng thử nghiệm testlab, hiện nay hệ thống hoàn toàn có

khả năng chịu tải : 100 luồng tương đương với 100 thuê bao sử dụng dịch vụ đồng thời.

Đ đảm bảo đáp ứng 1500 thuê bao, nhóm thực hiện đề tài sẽ thực hiện nâng cấp hệ thống

Video Headend theo 2 phương án:

- Phương án 1: nâng cấp số lượng Streaming Server lên 30.

- Phương án 2: thay thế Streaming Server hiện tại bằng thiết bị Streaming Server của

Matrix Stream với thông số kĩ thuật:

+ IMX X1v Streaming Server cho dịch vụ VoD hỗ trợ tối đa lên tới 10000

stream, cụ th tối đa 2,500 luồng chất lượng 720p HDTV mỗi luồng 2

mbps, 2,000 luồng 1080i HDTV streams mỗi luồng 2.5 mbps ([2] tài liệu

datasheet IMX X1v).

+ IMX X1i Streaming Server cho dịch vụ Live_TV hỗ trợ tối đa lên tới 10000

stream, cụ th tối đa 2,500 luồng chất lượng 720p HDTV mỗi luồng 2

mbps, 2,000 luồng 1080i HDTV streams mỗi luồng 2.5 Mbps ([3] tài liệu

datasheet IMX X1i).

Sau khi nâng cấp, với những thiết bị sử dụng như trên, hệ thống IPTV MKM sẽ hoàn toàn

đủ khả năng đáp ứng tải sử dụng dịch vụ cùng lúc lên tới 1500 thuê bao.

Đề tài KC.01.14/06-10

20

4. Kết luận

Sau quá trình nghiên cứu và tri n khai thử nghiệm, hệ thống hạ tầng IPTV MKM đã đem

lại kết quả tốt, có khả năng cung cấp các dịch vụ truyền hình tương tác IPTV: VoD,

Live_TV,.. dưới cả phương thức truyền Unicast và Multicast trên IP. Hiện tại, hệ thống có

khả năng cung cấp dịch vụ chất lượng cao cho khoảng hơn 100 thuê bao.

Hệ thống hoàn toàn có th đáp ứng được các yêu cầu mở rộng tải cho số lượng lớn các

thuê bao của cả mạng HFC-VCTV và thuê bao ADSL của VDC, khi cần thiết, thông qua

đầu tư mở rộng hệ thống máy chủ.

“Căn cứ vào kiến trúc, năng lực hạ tầng mạng hiện có của VDC, nhóm chủ trì đề tài khẳng

định rằng hệ thống hạ tầng IPTV thử nghiệm hiện tại của MKM-VDC hoàn toàn đáp ứng tải cho số lượng trên 1000 thuê bao và lớn hơn nữa theo như nhu cầu đăng ký dịch vụ của

khách hàng.”

Đề tài KC.01.14/06-10

21

5. Phụ lục

5.1. Phụ lục 1: Danh sách thiết bị hạ tầng mạng phục vụ đề tài Kc01-14

STT Mô tả thiết bị SL

(chiếc)

Địa điểm triển khai

1 Streaming Server/Encoder IBM

x3650

02 Công ty truyền hình cáp Việt

Nam VCTV

2 Streaming Server/Encoder IBM

x3650

01 Công ty điện toán và truyền số

liệu Việt Nam VDC

3 CMTS Cuda 3000 01 Công ty truyền hình cáp Việt

Nam VCTV

4 Fast Flow Server Bigband BPM 01 Công ty truyền hình cáp Việt

Nam VCTV

5 Cisco ISR 2821 (Support Multicast) 02 Công ty điện toán và truyền số

liệu Việt Nam VDC

Đề tài KC.01.14/06-10

22

5.2. Phụ lục 2: Chi tiết kĩ thuật thiết bị hạ tầng phục vụ đề tài Kc01-14

5.2.1 CMTS Cuda 3000

Đề tài KC.01.14/06-10

23

5.2.2 Fast Flow Server BigBand BPM

Đề tài KC.01.14/06-10

24

5.2.3 Streaming Server/Encoder IBM x3650

Đề tài KC.01.14/06-10

25

Đề tài KC.01.14/06-10

26

5.2.4 Cisco ISR 2821 (Support Multicast)

STT Cisco ISR 2821 Features Details

1 Target deployments Data, enhanced voice, and

video

2 Default memory

Cisco 2821 use Double Data Rate (DDR) ECC

SDRAM

Default and maximum:

• 64/256-MB compact flash

memory

• 256-MB and 1-GB DDR

SDRAM with ECC

3 Fixed LAN ports with an RJ-45 port 2 Gigabit Ethernet

(10/100/1000)

Fixed universal serial bus (USB) ports (USB

Version 1.1)

2

4 AIM slots (internal) 2

5 PVDM slots for optional PVDM2 3

6 Onboard VPN encryption acceleration: IPSec

DES, 3DES, AES128, AES192, and AES256

(Note: Requires Cisco IOS® Software Security

feature set)

Yes

7 ME support: Cisco 2821 can accommodate only

one network module slot or one NME slot.

The NME has the same form factor as the network

module, but offers higher-density applications

compared to the current network module. An

NME extended version (NME-X) also can be

substituted in the Cisco 2821 or 2851, which is a

wider form of the NME that will enable future

services and functions. The Cisco 2851 also can

substitute one double-wide high-density network

module (NMD) or one NME-X double-wide

version (NME-XD).

• NM

• NME

• NME-X

8 EVM slots: The EVM offers additional voice

services in a module format, using a single slot on

the Cisco 2821. Network-module or NME

1

Đề tài KC.01.14/06-10

27

versions are not supported in this slot on the Cisco

2800 Series models.

9 Interface card slots: Each version can

accommodate HWICs. These HWIC slots also

support VICs, VWICs, and WICs. Alternatively,

two side-by-side HWIC slots can be substituted to

seat one double-wide HWIC (HWIC-D).

4 slots; each slot can support

HWIC, WIC, VIC, or VWIC

type modules

10 Default DRAM Memory 256 MB

11 Maximum DRAM Memory 1Gb

12 Default Flash Memory 64 MB

13 Maximum Flash Memory 256 MB

14 EtherChannel Hardware Support NME-X-23ES-1G

15 IPSec Performance and Tunnel Count by Platform IMIX Traffic 70 Mbps ,

Maximum Number of

Tunnels 1500

Đề tài KC.01.14/06-10

28

6. TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Barracuda, Barracuda 340 Load Balance Datasheet, Barracuda Network Inc

[2] Matrix Stream, IMX X1v Video On Demand Streaming Server Datasheet, Matrix

Stream Inc

[3] Matrix Stream, IMX X1i Video On Demand Streaming Server Datasheet, Matrix

Stream Inc

[4] Open IPTV Forum; www.openiptvforum.org

[5] ZTE, “IPTV Total Solution”, www.zte.com.cn, 2006.

[6] Cisco ,“End to End Solution for IPTV””, www.cisco.com, 2007

[7] Gerard O’Driscoll, “Next Generation IPTV Services and Technologies”, John Wiley &

Sons, 2007.

[8] Gilbert Held, “Understanding IPTV”, Auerbach Publications, 2007.

http://www.openiptvforum.org/

http://www.zte.com.cn/

http://www.cisco.com/

Documents

Cac Tong Hop Ve TTDD