Chủ Nhật, 1 tháng 1, 2012

Truyền hình internet – IPTV


Cuối thập kỷ trước, cùng sự phát triển của các dịch vụ truyền hình vệ tinh, sự tăng trưởng của dịch vụ truyền hình cáp số, và đặc biệt là sự ra đời của HDTV đã để lại dấu ấn đối với lĩnh vực truyền hình. Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới đã xuất hiện một phương thức cung cấp dịch vụ mới còn mạnh hơn với đe dọa sẽ làm lung lay mọi thứ đã có đó là IPTV (Internet Protocol TV). IPTV đã ra đời, dựa trên sự hậu thuẫn của ngành viễn thông, đặc biệt là mạng băng rộng, IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, tạo nên sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ truyền hình.


Sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng làm thay đổi cả về nội dung và kĩ thuật truyền hình. Hiện nay IPTV đang là cấp độ cao nhất và là công nghệ truyền hình của tương lai. Sự vượt trội trong kĩ thuật truyền hình của IPTV là tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Đây cũng là xu hướng hội tụ của mạng viễn thông thế giới.

Hiện nay trên thế giới đã có một số quốc gia triển khai thành công IPTV. Ở Việt Nam hiện nay, một số nhà cung cấp đang thử nghiệm dịch vụ IPTV trên mạng băng rộng ADSL.

1. Giới thiệu về IPTV
1.1. Tổng quan
IPTV truyền hình sử dụng giao thức IP là một hệ thống ở đó các dịch vụ truyền hình số cung cấp tới các thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối băng rộng. IPTV thường được cung cấp cùng với dịch vụ VoD và cũng có thể cung cấp cùng với các dịch vụ Internet khác như truy cập Web và VoIP, do đó còn được gọi là “Triple Play” và được cung cấp bởi nhà khai thác dịch vụ băng rộng sử dụng chung một hạ tầng mạng.


Hệ thống IPTV truyền tải các kênh truyền hình quảng bá và nội dung video, audio theo yêu cầu chất lượng cao qua một mạng băng thông rộng. Theo tổ chức Liên Hiệp Viễn Thông Quốc Tế ITU thì IPTV là dịch vụ đa phương tiện bao gồm truyền hình, video, audio, văn bản, đồ họa và dữ liệu qua một mạng IP và được quản lý để cung cấp mức độ yêu cầu của chất lượng dịch vụ và sự trải nghiệm, tính bảo mật, tính tương tác và độ tin cậy.

1.2. Tình hình phát triển dịch vụ IPTV
* Tình hình phát triển dịch vụ IPTV trong khu vực
Hiện nay châu Á chiếm gần một nửa tổng số thuê bao TV của các công ty điện thoại trên toàn thế giới với tổng số thuê bao tối thiểu 32 triệu. Qua đó IPTV sẽ trở thành một dịch vụ có thị trường rộng lớn tại châu Á một thị trường năng động với rất nhiều cơ hội cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có mô hình kinh doanh, hình thức cung cấp dịch vụ và công nghệ hợp lý.


Theo Informa Telecoms & Media có đến 13% các hộ sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Singapore sẽ nhận tín hiệu truyền hình số thông qua đường dây DSL, Informa cũng dự báo rằng DSL sẽ chiếm tới 9,2% các hộ gia đình sử dụng truyền hình số ở Úc, 6,2% ở New Zealand, 5,8% ở Đài Loan, 5,7% ở Nhật Bản và 4,2% ở Hàn Quốc. PCCW ở Hồng Kông, nhà cung cấp dịch vụ IPTV lớn nhất thế giới với trên 500.000 thuê bao, đã đưa HDTV và VoD vào cung cấp trên mạng DSL của mình. SOFTBANK của Nhật Bản cũng đã nhắm đến xây dựng nội dung lên đến 5.000 giờ cho các phim truyện Nhật Bản và Holywood trên dịch vụ DSL/FTTH Video-On-Demand.

Truyền hình cáp vẫn sẽ thống trị đến năm 2010, nhưng sau đó IPTV sẽ thực sự là đối thủ cạnh tranh với truyền hình số mặt đất và vệ tinh đối với người xem truyền hình châu Á.

* Tình hình phát triển dịch vụ IPTV tại Việt Nam
FPT Telecom là doanh nghiệp viễn thông đầu tiên chính thức khai thác và cung cấp dịch vụ IPTV trên hệ thống mạng băng rộng ADSL/ADSL2+ từ ngày 03/03/2006. Hiện FPT đang có gần 100.000 thuê bao ADSL, FPT sẽ cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng IPTV cho các khách hàng này. Đến tháng 4/2009 Viễn thông VNPT và Công ty Viễn thông số VTC Digicom chính thức ra mắt dịch vụ IPTV trên mạng ADSL 2+ sau gần 6 năm thử nghiệm với dịch vụ đa dạng như Live TV, VoD,… để đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng. Ngoài FPT, VTC thì Viettel cũng đang chuẩn bị cho quá trình triển khai dịch vụ IPTV trên mạng băng rộng.


1.3. Ưu điểm và nhược điểm của IPTV
* Ưu điểm

Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả năng hai chiều của hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối toàn bộ các ứng dụng truyền hình tương tác. Các loại dịch vụ được truyền tải thông qua dịch vụ IPTV có thể bao gồm truyền hình trực tiếp chuẩn, truyền hình chất lượng cao HDTV, trò chơi tương tác và khả năng duyệt Internet tốc độ cao.

Sự dịch thời gian: IPTV kết hợp với một máy ghi video kĩ thuật số cho phép dịch thời gian nội dung chương trình – một cơ chế cho việc ghi và lưu trữ nội dung IPTV để xem sau.

Cá nhân hóa: Một thệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối hỗ trợ truyền thông tin hai chiều và cho phép người dùng ở kết cuối cá nhân hóa những thói quen xem TV của họ bằng cách cho phép họ quyết định những gì họ muốn xem và khi nào họ muốn xem.

Yêu cầu về băng thông thấp: Thay vì phân phối trên mọi kênh để tới mọi người dùng, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ chỉ truyền trên một kênh mà người dùng yêu cầu. Đặc điểm hấp dẫn này cho phép nhà điều hành mạng có thể tiết kiệm băng thông của mạng.

Có thể truy xuất qua nhiều thiết bị: Việc xem nội dung IPTV bây giờ không chỉ giới hạn ở việc sử dụng TV. Người dùng có thể sử dụng máy PC hay thiết bị di động để truy xuất vào các dịch vụ IPTV.

* Nhược điểm
Nhược điểm “chí mạng” của IPTV chính là khả năng mất dữ liệu rất cao và sự chậm trễ truyền tín hiệu. Nếu như đường kết nối mạng của người dùng không thật sự tốt cũng như không đủ băng thông cần thiết thì khi xem chương trình sẽ rất dễ bị giật hay việc chuyển kênh có thể tốn khá nhiều thời gian để tải về. Thêm vào nữa nếu máy chủ của nhà cung cấp dịch vụ không đủ mạnh thì khi số lượng người xem truy cập vào đông làm cho chất lượng dịch vụ bị giảm sút.


Tuy nhiên công nghệ mạng Internet càng ngày càng phát triển mạnh mẽ đẩy băng thông kết nối lên cao hơn góp phần giúp IPTV khắc phục nhược điểm nói trên và biến nó trở thành công nghệ truyền hình của tương lai.

1.4. Cấu trúc mạng IPTV




* Trung tâm dữ liệu IPTV


Trung tâm dữ liệu IPTV nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phương, các nhà tập hợp nội dung, nhà sản xuất nội dung, qua đường cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh. Ngay khi nhận được nội dung, một số các thành phần phần cứng khác nhau từ thiết bị mã hóa và các máy chủ video tới bộ định tuyến IP và thiết bị bảo mật giành riêng được sử dụng để chuẩn bị nội dung video cho việc phân phối qua mạng dựa trên IP. Ngoài ra, hệ thống quản lý thuê bao được yêu cầu để quản lý hồ sơ và phí thuê bao của những người sử dụng. * Mạng truyền dẫn băng thông rộng
Truyền dẫn dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm – điểm. Khi triển khai IPTV trên diện rộng, số lượng các kết nối điểm – điểm tăng đáng kể và yêu cầu băng thông của cơ sở hạ tầng khá rộng. Sự tiến bộ trong công nghệ mạng trong những năm qua cho phép những nhà cung cấp viễn thông đáp ứng một lượng lớn yêu cầu độ rộng băng thông mạng. Mạng truyền hình cáp lai cáp quang cáp đồng trục và các mạng viễn thông dựa trên cáp quang rất phù hợp để truyền tải nội dung IPTV.


* Thiết bị người dùng IPTV (IPTVCD)
IPTVCD là thành phần quan trọng trong việc cho phép mọi người có thể truy xuất vào các dịch vụ IPTV. Thiết bị này kết nối vào mạng băng rộng và có nhiệm vụ giải mã và xử lý dữ liệu video dựa trên gói IP gửi đến. Thiết bị người dùng hỗ trợ công nghệ tiên tiến để có thể tối thiểu hóa hay loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của lỗi, sự cố mạng khi xử lý nội dung IPTV. Các loại IPTVCD phổ biến nhất là RG, IP set-top-box. Trong đó RG là modem ADSL trên mạng ADSL và modem cáp trên mạng truyền hình cáp hai chiều HFC.


* Mạng gia đình
Mạng gia đình kết nối với một số thiết bị kỹ thuật số bên trong một diện tích nhỏ. Nó cải tiến việc truyền thông và cho phép chia sẻ tài nguyên các thiết bị kỹ thuật số đắt tiền giữa các thành viên trong gia đình. Mục đích của mạng gia đình là để cung cấp việc truy cập thông tin, như là tiếng nói, âm thanh, dữ liệu, giải trí, giữa những thiết bị khác nhau trong nhà. Với mạng gia đình, người dùng có thể tiết kiệm tiền và thời gian bởi vì các thiết bị ngoại vi như là máy in và máy scan, cũng như kết nối Internet băng rộng có thể được chia sẻ một cách dễ dàng.


2. Hệ thống truyền hình quảng bá IPTV
Các nhà cung cấp dịch vụ IPTV thường cung cấp dịch vụ truyền hình quảng bá đến các thuê bao của họ và kỹ thuật IP multicast được sử dụng để truyền một kênh truyền hình quảng bá đến nhiều thuê bao một cách đồng thời. Phần này trình bày về các thành phần được sử dụng trong các hệ thống IP multicast, kiến trúc hệ thống IPTV multicast, chuyển kênh và dịch thời gian trong IPTV multicast. Mục đích chính của công nghệ multicast là để bảo đảm rằng các người dùng có thể chuyển kênh một cách đảm bảo và ngay lập tức trong suốt quá trình xem. 


2.1 Các thành phần trong hệ thống IPTV
Có hai kỹ thuật chính trong việc truyền tải nội dung IPTV đó là: multicast nội dung trực tuyến và VoD.


* Các thiết bị nhận tích hợp IRD
Những thiết bị này được sử dụng để nhận các tài sản video từ một số mạng khác nhau như: các vệ tinh đến các đường video riêng và các ănten viba. * Các bộ mã hoá thời gian thực

Đây là một hệ thống nén nằm tại trung tâm dữ liệu IPTV, được dùng để tối thiểu hoá khả năng lưu trữ thông tin mà vẫn duy trì chất lượng của các luồng video và audio để truyền tải đến các người dùng, do đó băng thông mạng yêu cầu để truyền các luồng video này được giảm bớt.

* Các máy chủ truyền TV quảng bá
Những máy chủ này được cấu hình vào trong các cụm máy chủ cho mục đích làm việc liên tục và chiệu trách nhiệm truyền nội dung IPTV sử dụng các giao thức đã được chọn tới các người dùng đầu cuối.

* Một hệ thống chuyển mã IPTV
Hệ thống chuyển mã bao gồm các thiết bị phần cứng đặc biệt được sử dụng để chuyển đổi luồng video MPEG-2, thậm chí là những nguyên liệu tương tự thành định dạng nén khác như: H.264/AVC hay VC-1.


* Một hệ thống hỗ trợ kinh doanh và vận hành OBSS
Hệ thống OBSS còn được biết như hệ thống quản lý thuê bao SMS, được sử dụng để kết nối với các thành phần trong mạng IPTV khác để kích hoạt, thực thi và cung cấp các dịch vụ IPTV trong thời gian thực để phù hợp với các yêu cầu của khách hàng.

* Hệ thống quản lý quan hệ khách hàng CRM IPTV
Sử dụng một hệ thống CRM cung cấp cho các nhà điều hành viễn thông tính rõ ràng trong kinh doanh các gói dịch vụ đặc biệt.

* Một hệ thống bảo mật IPTV
Đầu ra từ hệ thống mã hoá được dẫn đến một hệ thống bảo mật để bảo vệ nội dung. Mục đích của hệ thống bảo mật IPTV là để giới hạn truy cập của các thuê bao và bảo vệ chống lại việc ăn cắp nội dung IPTV. Hệ thống bảo mật bao gồm hai phần là: CA và DRM.

* Các máy chủ IP-VoD
Các máy chủ video lưu trữ và đệm các file video. Các máy chủ video thông thường được kết nối vào một cụm máy chủ, cung cấp các kết nối dư thừa trong trường hợp một máy chủ bị lỗi. Các máy chủ VoD chạy một phần mềm ứng dụng để yêu cầu hỗ trợ việc quản lý dữ liệu VoD và các loại đa phương tiện khác.


* Các máy chủ ứng dụng và Middleware Headend IPTV
Middleware IPTV có hai loại là: phần mềm máy chủ và máy khách. Phần mềm máy chủ middleware được thực thi trên các máy chủ tại trung tâm dữ liệu IPTV.

* Một máy chủ thời gian mạng
Các trung tâm dữ liệu IPTV thông thường sử dụng máy chủ thời gian mạng để cho phép đồng bộ hoá thời gian giữa các thành phần trong mạng. Việc kết nối với máy chủ này được dễ dàng thông qua giao thức thời gian mạng NTP.

* Hệ thống chuyển mạch IP
Trung tâm dữ liệu IPTV sử dụng các thiết bị chuyển mạch băng thông rộng để định tuyến các tín hiệu video giữa các thiết bị nguồn nội dung khác nhau. Các nhà cung cấp dịch vụ thường sử dụng các thiết bị mạng IP chuẩn như: các router, các switch để thực hiện việc định tuyến các tín hiệu. Sử dụng các thiết bị mạng chuẩn cho phép các nhà cung cấp dịch vụ IPTV hợp nhất các tín hiệu data, video, audio trên một mạng. Điều này cho phép giảm chi phí bảo dưỡng, quản lý mạng đơn giản và tăng tính linh hoạt của hệ thống chuyển mạch.


* Một Router phân phối
Kiến trúc hệ thống IPTV còn bao gồm bộ định tuyến phân phối tốc độ cao, thiết bị này nằm tại các headend của các nhà cung cấp dịch vụ và chiệu trách nhiệm truyền tải nội dung IPTV tương tác đến mạng phân phối. Bộ định tuyến này kết nối trực tiếp tới mạng trục IPTV .


* Mạng phân phối IP
Mạng phân phối IP bao gồm hai phần như : mạng trục và mạng truy cập

- Mạng trục IP chiệu trách nhiệm cho việc tập hợp tất cả nội dung video IP để thêm các loại lưu lượng khác trong một môi trường triple-play.
- Mạng truy cập sử dụng một kỹ thuật ghép kênh như DSL .. để truyền các dịch vụ được yêu cầu đến người sử dụng IPTV.

* Các thiết bị người sử dụng IPTV (IPTVCD)
IPTVCD là một thiết bị phần cứng mà để giới hạn một kết nối IPTV. Trong hệ thống IPTV thì các IPTVCD chính là các RG và các IP set-top-box. Trong một mạng IPTV tất cả những thành phần này được kết hợp chặt chẽ để truyền các tài sản VoD và một số lượng lớn các kênh SD và HD.


2.2 Phương pháp truyền nội dung IPTV
Có ba phương pháp truyền nội dung IPTV đó là: truyền unicast, truyền broadcast và truyền multicast. Trong đó đối với truyền unicast mỗi thuê bao được thiết lập một luồng riêng tới máy chủ video, do đó nếu có nhiều thuê bao cùng muốn xem một kênh truyền hình thì các kết nối unicast được thiết lập do đó làm tốn băng thông mạng rất nhiều, phương pháp này chỉ được sử dụng khi thuê bao có nhu cầu riêng như trong dịch vụ video theo yêu cầu VoD. Còn phương pháp truyền broadcast sẽ truyền đến tất cả các thiết bị trong mạng kể cả những thiết bị không có yêu cầu, do đó làm tăng khả năng sử lý của các thiết bị mà không cần thiết, ngoài ra phương pháp này không được hỗ trợ định tuyến.


Vì vậy, để tiết kiệm băng thông trong quá trình truyền một luồng video đến đồng thời một nhóm các thuê bao, các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng phương pháp truyền multicast.

Các nhóm và thành viên hình thành hoạt động cơ bản của kỹ thuật multicast, khi triển khai IPTV mỗi nhóm multicast là một kênh TV quảng bá và các thành viên trong một nhóm thì có quyền ngang bằng nhau khi xem kênh đó. Với kỹ thuật truyền này thì mỗi kênh IPTV chỉ được truyền đến các IP set-top-box mà có yêu cầu xem kênh đó. Điều này giữ cho việc tiêu thụ băng thông tương đối thấp và giảm gánh nặng sử lý trên các máy chủ.

3. Kết luận
Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, con người với trình độ dân trí ngày càng cao cho nên sự đòi hỏi về nhu cầu giải trí càng cao, từ đó dịch vụ IPTV ra đời với các tính năng vượt trội sẽ mang lại cho con người sẽ được cảm nhận mới về truyền hình mà chỉ có dịch vụ IPTV mới chỉ có thể đáp ứng được so với các công nghệ truyền hình khác hiện tại, cùng với chi phí giá thành thấp do đó IPTV sẽ phát triển mạnh mẽ và là dịch vụ truyền hình số 1 trong tương lai không xa.

0 nhận xét:

Đăng nhận xét