CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ IPTV

1.1. Tổng quan IPTV

1.1.1. Khái niệm IPTV

IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television – truyền hình qua giao thức Internet, hay còn gọi là Broadband TV (truyền hình băng rộng).

Hiện nay có rất nhiều cách định nghĩa đánh giá và giải thích về IPTV, nhưng nhìn chung nó đảm bảo cung cấp các dịch vụ truyền hình quảng bá chất lượng cao, truyền hình theo yêu cầu vè các nội dung âm thanh trên mạng băng rộng. IPTV cũng có thể ứng dụng cung cấp các kênh tivi truyền thống, phim ảnh và các nội dung truyền hình theo yêu cầu trên một mạng riêng. Từ góc nhìn của người sử dụng thì IPTV chỉ hoạt động như một chuẩn dịch vụ truyền hình trả tiền. Từ góc nhìn của nhà cung cấp thì IPTV bao gồm việc thu nhận, xử lý và phân phối chính xác nội dung truyền hình tới thuê bao thông qua một hạ tầng mạng sử dụng IP.

Hình 1.1 Mô hình tổng quan hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV

Hiệp hội viễn thông quốc tế ITU (International Telecomunication Union) đã định nghĩa IPTV như sau: IPTV là các dịch vụ đa phương tiện (như dữ liệu, truyền hình, video, âm thanh, văn bản, đồ họa…) được phân phối trên mạng IP. Nó quản lý việc cung cấp dịch vụ đòi hỏi chất lượng cao ở các mức: bảo mật, tương tác, tin cậy và sẵn sàng.

1.1.2. Đặc điểm của dịch vụ IPTV

IPTV có một số đặc điểm:

Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả năng của các hệ thống IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp nguyên cả mảng các ứng dụng truyền hình tương tác. Các loại dịch vụ được cung cấp qua IPTV có thể bao gồm: TV chuẩn, truyền hình chất lượng cao (HDTV: High Definition TV), các trò chơi tương tác và tìm kiếm Internet tốc độ cao.

Dịch thời gian: IPTV kết hợp một bộ ghi truyền hình số cho phép thay đổi thời gian phát nội dung các chương trình. Kỹ thuật này cho phép ghi lại và lưu trữ nội dung IPTV để có thể xem lại sau.

Cá nhân hóa: Một hệ thống IPTV end-to-end sẽ hỗ trợ giao tiếp hai chiều và cho phép từng người sử dụng cuối cùng có thể quyết định xem cái gì và khi nào thì họ muốn xem.

Yêu cầu băng thông thấp: Thày vì cung cấp tất cả các kệnh cho tất cả các người dùng, công nghệ IPTV cho phéo người cung cấp dịch vụ chỉ truyền trên kênh của người dùng cuối cùng yêu cầu. Đặc điểm hấp dẫn này cho phép các nhà cung cấp mạng tiết kiệm được băng thông trên mạng của họ.

Có thể truy cập trên nhiều thiết bị: Việc xem các nội dung IPTV không bị giới hạn về số lượng thiết bị truy nhập. Khách hàng thường sử dụng máy tính và các thiết bị di động của họ để truy nhập vào các dịch vụ IPTV.

1.2. Các dịch vụ IPTV

1.2.1. Dịch vụ Live TV

Đây được hiểu là dịch vụ truyền hình số trên nền mạng IP cung cấp dạng phát (Multicast) những chương trình truyền hình được thu lại từ hệ thống truyền hình mặt đất, truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh hoặc kênh truyền hình riêng tới khách hàng.

Các kênh truyền hình được thu từ những nguồn khác nhau, bao gồm:

Các kênh truyền hình analog của quốc gia

Các kênh truyền hình được thu miến phí từ vệ tinh

Cá kênh truyền hình đã mã hóa từ vệ tinh

Các kênh truyền hình riêng của nhà cung cấp

…

Với giải pháp IPTV, nhà cung cấp dịch vụ có thể đóng nhiều loại kênh truyền hình thành các gói nhằm cung cấp cho khách hàng với các gói cước linh hoạt khác nhau. Các kênh truyền hình được hỗ trợ tính năng trả tiền theo từng kênh hoặc theo từng thời điểm người xem muốn xem (pay-per-view PPV). Set-top-box (STB) có giao diện hướng dẫn người xem chương trình và kế hoạch phát song chương trình TV cập nhật dễ dàng. Người xem có thể chuyển kênh thuận tiện trên STB tại đầu cuối của khách hàng.

1.2.2. Dịch vụ VoD (Video on Demand)

Người xem lựa chọn các phím, clip trực tiếp từ thư viện của nhà cung cấp để xem qua trên TV của khách hàng. Khách hàng có thể xem trước clip giới thiệu phim trước khi đưa ra quyết định có mua phim đó hay không.

Dịch vụ VoD có những tính năng cơ bản của thiết bị ghi hình VCR như là tạm dừng, chạy tiếp, tua nhanh. Tính năng tua nhanh cần đạt được tốc độ 2X, 4X, 8X, 16X, 32X và 64X.

Hệ thống cho phép giới thiệu thông tin tóm tắt về các bộ phim và video trên giao diện của EPG. Tùy vào mục đích kinh doanh của nhà cung cấp dịch vụ, người xem có thể xem nhiều lần bất cứ lúc nào như ở chế độ phát sóng. Nhà cung cấp có thể gắn kèm trailer quảng cáo và nội dung demo, hỗ trợ lưu các thông tin VoD ưa thích vào Favorite, sau đó có thể chọn lại. Chức năng khóa chương trình, phim hoặc nội dung không dành cho trẻ em..v...v..

1.2.3. Dịch vụ TvoD (TV on Demand)

Tính năng này cho phép các chương trình LiveTV được lưu lại trên server trong một khoảng thời gian nào đó. Khách hàng sau đó có thể lựa chọn để xem lại (như đối với VoD) các chương trình mà họ bỏ lỡ.

Thời gian lưu trữ các chương trình có thể đặt thay đổi linh đnjg theo nhu cầu thực tế. hệ thống sẽ hỗ trợ cả 2 cách thức là lưu trữ theo thời gian và lưu trữ theo chương trình được chọn nào đó. 

Các thông tin về cước (nếu có) đối với dịch vụ được hiện thị đúng đắn để khác hàng đưa ra quyết điịnh lựa chọn.

Hỗ trợ các tính năng cơ bản của thiết bị ghi hình VCR, đó là tạm dừng, chạy tiếp, tua nhanh. Tính năng tua nhanh cần đạt được tốc độ 2X, 4X, 8X, 16X, 32X và 64X.

1.2.4. Dịch vụ Time-shifted TV

Tính năng tạm dừng TV là tính năng giúp người xem có thể tạm dừng kênh truyền hình đang phát và có thể xem tiếp sau đó.

Ví dụ người xem tạm dừng khi cẩn nghe điện thoại, sau khi cuộc gọi kết thúc người xem có thể xem chương trình TV tiếp tục từ thời điểm trước đó hoặc xem tiếp như bình thường, hoặc chuyển sang một kênh khác để xem chương trình hay hơn. .v..v.. Giao diện và chức năng của dịch vụ được thể hiện rõ ràng, trực quan thông qua EPG và STB, thuận tiện cho người sử dụng. Người dùng có thể xem tiếp từ thời điểm tạm dừng và hệ thống đáp ứng kênh LiveTV như bình thường. Hình thức này thể tính phí linh hoạt, thu cước theo gói dịch vụ hoặc theo PPV.

1.3. Sự khác nhau giữa IPTV và Internet TV

Đôi khi chúng ta thường nhầm lẫn giữa IPTV và Internet TV. Mặc dù cả hai đều dựa trên nền tảng công nghệ giống nhau qua giao thức Internet Protocol (IP), nhang chúng cũng có một sổ đặc điểm khác nhau:

•Sự khác biệt về nền tảng:

Internet TV sử dụng mạng Internet công cộng để cung cấp nội dung video đến người dùng.

EPTV sử dụng mạng riêng bảo mật để truyền các nội dung video đến khách hàng. Các mạng riêng này được quản lý và điều hành bởi các nhà cung cấp mạng IPTV,

•Sự khác biệt về mặt địa lý:

Internet TV không có giới hạn về mặt địa lý, người dùng internet nào cũng có thể truy cập ở bất cứ nơi nào trên thế giới.

IPTV: các mạng riêng do các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sở hữu và quản lý không cho phép người sử dụng internet truy cập và được giới hạn trong một khu vực địa lý cố định.

•Sự khác biệt về cơ sở hạ tầng mạng:

Khi nội dung video được gửi qua mạng Internet công cộng, các gói sử dụng giao thức Internet mạng, nội dung video có thể bị trễ hoặc mất khi nó di chuyển ừong các mạng khác nhau. Do đó, nhà cung cấp dịch vụ truyền hình qua mạng internet không đảm bảo chất lượng truyền hình như với truyền hình mặt đất, truyền hình cáp hay vệ tinh. Thực tế & các nội dung video khi hiển thị trên màn hình có thể bị giật và chất lượng hình ảnh thấp.

Trong khi đó, IPTV chỉ được phân phối qua một cơ sở hạ tầng mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Do đó, người vận hành có thể điều chình để có thể cung cấp hình ảnh với chất lượng cao.

•Sự khác biệt về cơ chế truy cập: 

Internet TV Thường sử dụng các phần mềm trên PC để truy cập dịch vụ truyền hình, nó phụ thuộc vào nội dung của internet TV.

IPTV: Sử dụng set-top-box (hộp đổi tín hiệu cáp TV) để truy cập và giải mã những nội dung video qua hệ thống IPTV.

•Sự khác nhau về giá thành:

Internet TV: Mức giá thành dựa vào nội dung của các chương trình dịch vụ.

IPTV: Mức giá thành tương đương với mức phí hàng tháng của truyền hình truyền thống.

1.4. Xu hướng phát triển IPTV

1.4.1. Thực trạng và xu hướng phát triển dịch vụ IPTV trên thế giới:

IPTV có cơ hội lớn để phát triển nhanh chóng khi mà mạng băng rộng đã có mặt ở khắp mọi nơi. Hiện tại có hàng trăm triệu hộ gia đình sử dụng dịch vụ băng rộng trên toàn cầu. Rất nhiều nhà cung cáp dịch vụ viên thông lớn trên thê giới đang triển khai thăm dò dịch vụ IPTV và xem đây như một cơ hội mới để thu lợi nhuận từ thị trường hiện có của họ và coi đó như một giải pháp tự bảo vệ trước sự lấn sân của các dịch vụ truyền hình cáp.

Năm 2004, các nhà đầu tư dịch vụ IPTV trên thế giới đã chi 304 triệu USD để xây dựng cơ sở hạ tầng cho sự ra đời cùa dịch vụ này. Trong năm 2006, doanh thu từ IPTV tuy không lớn nhưng các nhà khai thác viễn thông vẫn tiếp tục theo đuổi dịch vụ này. Theo dự đoán của Công ty nghiên cứu thị trường Infonetics (Mỹ), số người sử dụng IPTV sẽ tăng lên 53,7 triệu và đạt doanh thu 44 tỷ USD vào năm 2009.

Hãng In-Stat, một hãng nghiên cứu thị trường công nghệ cao có uy tín, đã dự báo thị trường các dịch vụ IP video tại khu vực Châu Á- Thái Bình dương sẽ tăng trưởng tới 80% mỗi năm từ nay đến năm 2010, tạo ra thị trường 4,2 tỷ USD. Hãng này cũng dự đoán Châu Á sẽ chiếm tới một nửa tổng số thuê bao IPTV của các công ty điện thoại trên toàn thế giới vào năm 2009 với tổng số thuê bao tối thiểu là 32 triệu.

Còn theo số liệu dự báo của Telecom Asia cho thấy, số thuê bao IPTV ở châu Á – Thái Bình Dương sẽ tăng 75%/ năm, đạt 34,9 triệu thuê bao, doanh thu 7 tỉ USD vào năm 2011.

Công ty Informa Telecom & Media dự báo sẽ có đến 13% các hộ gia đình sử dụng dịch vụ truyền hình số ở Singapore nhận tín hiệu truyền hình số thông qua đường dây DSL của họ, làm cho IPTV trở nên phổ biến hơn nhiều so với truyền hình số mặt đất (DDT).

Informa cũng dự báo rằng DSL sẽ chiếm tới 9,2% số 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.

Sự phát triển của IPTV chắc chắn sẽ nhanh hơn nhưng với sự sổ hoa của truyền hình cáp và vệ tinh, các nhà cung cấp dịch vụ sẽ phải cạnh tranh để giành được các khách hàng mới. Phụ thuộc vào từng thị trường cụ thể, các nhà khai thác dịch vụ IPTV sẽ phải bổ sung vào dịch vụ truyền hình quảng bá nhiều kênh với việc mở rộng cung Cắp các địch vụ như VoD, replay-TV (network DVR), in-home DVR, multi-room service,.. Một số dịch vụ này bắt đầu xuất hiện trên một số hệ thống IPTV dẫn đầu trong khu vực. Nhìn chung người tiêu dùng đánh giá cao dịch vụ IPTV nhưng vấn đề cước phí cần phải được đặt ra.

Hình 1.2: Xếp hạng các nhà khai thác dịch vụ IPTV trên thế giới

Truyền hình cáp vẫn sẽ thống trị đến năm 2010, nhưng sau đó IPTV sẽ thực sự lả đổi thủ cạnh tranh với truyền hình số mặt đất và vệ tinh Ương việc thu hút khán giả truyền hình Châu Á.

Những thông tin và con số trên cho thấy Ương phần thời gian còn lại của thập kỷ này, IPTV sẽ là dịch vụ có thị trường lớn trên toàn cầu, trong đó Châu Á sẽ dẫn đầu trong việc thu hút khách hàng. IPTV hứa hẹn là 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 cáp dịch vụ và công nghệ hợp lý.

Với công nghệ và giải pháp hiện nay của các đài truyền hình truyền thống chỉ 06 khỉ năng cung cấp thông tin một chiều, có nghĩa là nhà cung cấp nội dung đưa chuông trinh truyền hình đến cho khách hàng theo lịch phát sóng cố định. Khách hàng chỉ Cố thể thưởng thức các chương trình truyền hình được các đài truyền hình cung cấp vèo một thời điểm cụ thể.

Trong khi đó dịch vụ IPTV có khả năng tạo ra tính tương tác hai chiều giữa khách hàng với nhà cung cấp dịch vụ và bản thân dịch vụ, đây chính là điểm khác biệt rõ nét nhất giữa dịch vụ IPTV so với dịch vụ truyền hình truyền thống.

Tùy theo nhu cầu sử dụng dịch vụ của thị trường mà việc triển khai các dịch vụ IPTV được khuyến nghị cho từng giai đoạn khác nhau.

1.4.2. Thực trạng và xu hướng phát triển dịch vụ IPTV tại Việt Nam

1.4.2.1 Thực trạng và xu hướng phát triển dịch vụ băng rộng tại Việt Nam

Tuy mới nhưng khả năng phổ biến của IPTV được đánh giá là rất mạnh trong bối cảnh Internet Việt Nam phát triển rất nhanh như hiện nay. Số thuê bao Internet quy dải của Việt Nam tính tới tháng 2/2008 là hơn 5,3 triệu, đáp ứng nhu cầu của hơn 18,9 triệu dân, đạt mật độ sử dụng trên 21 người/100 dân, cao hơn bình quân khu vực ASEAN và thế giới, vượt Thái Lan, Trung Quốc, Philippines và Indonesia.

Ngoài Internet, các kênh truyền hình cáp cũng đang phát triển với tốc độ rất nhanh vả đang vươn tới tất cả các tỉnh thành. Đây chính là điều kiện lý tường để triển khai dịch vụ IPTV như lời nhận xét của ông Eddie Ahman, Tổng giám đốc Ericsson Việt Nam. Ericsson chính là một trong những thành viên sáng lập của Diễn đàn Open IPTV, một tổ chức bao gồm các tên tuổi lớn như: AT&T, Citygroup, Philips, Nokia Siemens Networks, Samsung, Panasonic, Sony... Tổ chức này đi đầu trong việc đề ra các chuẩn và quy trình cho việc triển khai và ứng dụng IPTV trên phạm vi thế giới, trong đó có Việt Nam.

IPTV ở Việt Nam hiện mới trong giai đoạn ban đầu nhưng tin chắc nó sẽ là một loại hình dịch vụ rất được quan tâm trong vài năm tới khi nhu cầu giải trí có chọn lọc của người dừng ngày càng cao.

Theo ông Nguyễn Quang Tùng, chủ nhiệm đề tài KC.01.14/06-10 về IPTV Việt Nam, thì việc nghiên cửu dịch vụ này đã và đang gấp rút được triển khai. Theo lộ trình đưa ra, IPTV Việt Nam sẽ triển khai theo 5 giai đoạn, cụ thể như sau:

Giai đoạn 1: Nghiên cứu, khảo sát hiện trạng hạ tầng, các tiêu chuẩn và giải pháp công nghệ được thực hiện.

Giai đoạn 2: Đề xuất và thiết lập hạ tầng thử nghiệm (quý 2 + 3/2008).

Giai đoạn 3: Triển khai thử nghiệm các dịch vụ. Xây dựng và chuẩn hóa các quy trình (quý 4/2008 và đầu năm 2009).

Giai đoạn 4: Đánh giá, hiệu chình và hoàn thiện hệ thống (quý 1+2+3/2009). 

Giai đoạn 5: Chuyển giao và thương mại hóa (cuối 2009 và đầu 2010).

Cũng theo ông Tùng vì hạ tầng mỗi nước mỗi khác nên một giải pháp IPTV dành cho Việt Nam cũng phải phù hợp với hạ tầng thực tế trong nước. Việt Nam sẽ sử dụng chuẩn dịch vụ Open IPTV và việc triển khai dịch vụ này sẽ được thực hiện trên mạng của VNPT/VDC vì ISP này hiện đang chiếm tới 55% thị phần Internet Việt Nam, với hơn 2,9 triệu thuê bao Internet quy đổi, cùng một hạ tầng mạng lớn mạnh và rộng khắp. Hiện dung lượng các kênh đi quốc tế của VDC đạt 9Gbps và dự kiến trong năm nay sẽ đạt được gần 1 triệu thuê bao IP băng rộng.

Xu hướng sử dụng Internet băng rộng đang trở thành xu thế chung của cả thế giới và Việt Nam. Sự tham gia tích cực của các doanh nghiệp cũng được bắt nguồn từ dự báo nhu cầu sử dụng các dịch vụ băng rộng trong các năm tới sẽ tăng trưởng mạnh mẽ. Các ứng dụng chủ yếu trên cơ sở băng rộng sẽ bao gồm dịch vụ truyền số liệu; lướt web tốc độ cao; giải trí trực tuyến; tải văn bản, âm thanh, hình ảnh dung lượng lởn; các dịch vụ Chính phủ điện tử, khám bệnh từ xa, đào tạo từ xa...

Các dịch vụ kết nối mạng như địch vụ thuê kênh riêng, Frame Relay, mạng riêng ảo sẽ phát triển rất mạnh do các yếu tố như: giá cước giảm mạnh trên thị trường; nhu cầu sử dụng dịch vụ ngày càng tăng do mức độ ứng dụng công nghệ thông tin, viễn thông trong các tổ chức, doanh nghiệp ngày càng cao; do quá trinh hội nhập của kinh tế Việt Nam (khi Việt Nam thực hiện Hiệp định Thương Mại Việt Nam - Hoa Kỳ và gia nhập Tổ chức Thương mại Thế giới WTO...) dẫn đến số lượng doanh nghiệp nói chung và số doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài tại Việt Nam nói riêng sẽ tăng lên. Hội nhập cũng làm cho quy mô của doanh nghiệp và phạm vi hoạt động của các doanh nghiệp lớn hơn do đó nhu cầu đối với các dịch vụ băng rộng nhằm gắn kết các 09 tở chi nhánh và với đối tác của các doanh nghiệp tăng lên. Tuy nhiên, nhu cầu đối với các dịch vụ như ISDN và Frame Relay sẽ không phát triển nữa do công nghệ lạc hậu mả thay vào đỏ là các dịch vụ thuê kênh riêng, địch vụ mạng riêng ảo và dịch vụ mạng MAN. Dịch vụ VPN sẽ là dịch vụ phát triển mạnh trong thời gian tới do ưu thế về giả cước của nó, đối tượng chủ yếu sử dụng dịch vụ này là các doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Nhu cầu đổi với các dịch vụ băng rộng từ nay đến năm 2010 chủ yếu là nhu cầu đối với các dịch vụ truy nhập băng rộng qua ADSL, cáp truyền hình, WiFi. Tuy nhiên từ năm 2011 trờ đi, nhu cầu dịch vụ băng rộng truy nhập qua đường cáp quang, qua hệ thống di động 3G, hệ thông băng rộng không dây WiMAX sẽ phát triển mạnh mẽ, thay thế các công nghệ băng rộng cũ. Dịch vụ băng rộng qua hệ thống vệ tinh cũng rất phát triển từ năm 2010 nhằm đáp ứng nhu cầu băng rộng cho những vùng không thể kéo cáp như các vừng hải đảo, vùng sâu, vùng xa.

Nhu cầu đối với dịch vụ băng rộng gia tăng theo trình độ phát triển của nền kỉnh tế. Thương mại điện tử đã làm cho nhu cầu băng rộng tăng cao. Khách hàng cá nhân cũng như doanh nghiệp đều nhận thức được tầm quan trọng của các ứng dụng duyệt web VoIP y tế từ xa, đào tạo từ xa, video, audio, thương mại điện tử tốc độ cao, các dịch vụ dựa trên web, nhu cầu giải trí truyền hình mới lạ và phong phú, Đây chính là môi trường thuận lợi cho việc triển khai dịch vụ IPTV trong tương lai.

1.4.2.2. Thực trạng và xu hướng phát triển dịch vụ IPTV

Trong thời gian qua, tại Việt Nam có rất nhiều nhà khai thác dịch vụ viễn thông lớn đang cạnh tranh nhằm cung cấp cho khách hàng các đích vu băng thông rộng chất lượng cao và giá rẻ. Họ cũng đã nhận ra xu hướng phát triển của truyền hình trực tuyến và video theo yêu cầu, và đang có những bước đi mạnh mẽ. Theo điều tra về xu hướng lựa chọn các loại hình truyền hình hiện nay cho thấy truyền hình cáp, truyền hình kỹ thuật số đang là 2 phương thức được nhiều người sử dụng nhất, hơn 64%. Đáng chú ỷ là khi được hỏi bạn thích sử dụng loại hình truyền hình nào thì cỏ tới 78,2% cho biết họ thích truyền hình cáp và kỹ thuật số. Trong đỏ, phần ưu ái luôn dành cho loại hình truyền hình cáp. 15% độc giả tham gia biểu quyết cho biêt họ vẫn đùng truyền hình truyền thống Analog. Song chỉ có 4% người cho biết họ thích sử dụng dịch vụ này. Truyền hình Internet cũng sẽ có cơ hội phát triển mạnh, khi có tới 15,8% độc giả cho biết họ yêu thích loại hình mới mẻ này.

Hiện nay, ở Việt Nam có một số doanh nghiệp đang thử nghiệm các chương trình truyền hình trực tuyến qua Internet như VietNamNet, công ty VTC, Đài truyền hình thành phố Hồ Chí Minh. Các doanh nghiệp này đã ghi nhận số lượng người truy cập và dùng thử rất lớn, cho thấy sức hấp dẫn của dịch vụ này đối với công chúng.

Để cung cấp dịch vụ IPTV cho khách hàng, FPT Telecom đã mua các thiết bị nhận sóng từ vệ tinh để truyền trên mạng và ký kết bản quyền với VTV, HTV và một số đối tác khác như BHD, Galaxy Thiên Ngân và FaFilm... để phát sóng 40 kênh truyền hình, gần 200 phim theo yêu cầu (gồm cả phim lẻ và phim bộ ở tất cả các thể loại từ kinh điển, tâm lý tình cảm, hành động, kiếm hiệp, hài... cho đến hoạt hình) và một số chương trình truyền hình theo yêu cầu khác.

Một số doanh nghiệp khác hoạt động trong lĩnh vực viễn thông như Viettel và VNPT cũng đang chuẩn bị cho quá trình triển khai dịch vụ IPTV. VNPT đã tiến hành thử nghiệm và khai trương dịch vụ vào đầu năm 2008. Vừa qua vào tháng 5/2009 IPTV cũng đã được khai trương thử nghiệm tại Hải Phòng.

Thực tế cho thây sự phát triền dịch vụ IPTV tại Việt Nam sẽ không năm ngoài xu hướng phát triển của dịch vụ này trên thế giới.

Tóm lại, tiềm năng tàng trưởng trên phạm vi toàn cầu và xu hướng phát triển của dịch vụ IPTV tại thị trường Việt Nam là rất khả quan. VNPT cần nhanh chỏng năm bắt cơ hội kinh doanh này bởi vì dịch vụ IPTV không những mang lại cho khách hảng cơ hội hưởng thụ những dịch vụ giải trí hiện đại mà còn đem lại rất nhiều lợi ích đổi với VNPT đó là:

-Tạo ra sản phẩm, dịch vụ mới cho VNPT, phù hợp với yêu cầu đa dạng hóa sản phẩm.

-Tạo ra cơ hội tăng trưởng thuê bao băng rộng cho VNPT.

-Khai thác tối đa mạng băng rộng đã triển khai.

-Theo kịp xu hướng tích hợp truyền thông với viễn thông và CNTT.

-Có thêm kênh thông tin trực tiếp với công chúng để góp phần quảng bá thương hiệu và dịch vụ của VNPT.

1.5. Cơ sở hạ tầng của hệ thống IPTV

Hình 1.3 minh họa các yêu cầu điển hình cho các khối chức năng mức cao của một hệ thống IPTV end-to-end.

Hình 1.3: Các khối chức năng mức cao

1.5.1. Trung tâm dữ liệu IPTV

Trung tâm dữ liệu IPTV hay Hệ thống cung cấp nguồn dữ liệu: Thu, nhận và xử lý các dữ liệu chương trình từ các nguồn khác nhau như vệ tinh, truyền hình mặt đất và các nguồn khác để chuyển sang hệ thông Video Headend.

Hệ thống Video Headend: Thu, điều chế và giải mã nội dung hình ảnh và âm thanh từ các nguồn khác nhau và sử dụng các thiết bị mã hóa (encoder) để chuyển đổi nội dung này thành các luồng IP multicast ở khuôn dạng mã hóa mong muốn. yêu cầu phải có thiết bị đầu cuối cho việc phát nội dung quảng bá. Thiết bị đầu cuối này có khả năng mã hóa một chuỗi các hình ảnh theo thời gian thực bằng kĩ thuật nén dùng MPEG-4 Part 10 hoặc H.264. Hình ảnh mã hóa có thể lấy từ vệ tinh, truyền hình cáp, hệ thống truyền hình mặt đất, máy chủ video, tape playout. .v...v.. Sau khi mã hóa, các chuỗi (định dạng ASL, SPTS) truyền MPEG sẽ được đóng gói bằng cách sử dụng IP Streamer. Sau đó sẽ truyền những chuỗi gói IP bằng cách sử dụng giao thức UDP/IP Đầu vào của hệ thống Video Headend là các chương trình truyền hình quảng bá, các kênh truyền hình mua bản quyền thu từ vệ tinh, các kênh truyền hình cáp, các phim từ các nguồn khác như tự sản xuất, từ các thiết bị VCD/DVD player, v.v...

1.5.2. Mạng phân phối băng rộng

Việc phân phối các dịch vụ IPTV yêu cầu một kết nối one-to-one. Trong trường hợp một số lượng lớn các IPTV được triển khai, thì số lượng các kết nối one-to-one sẽ ứng lên một cách đáng kể và nhu cầu về băng thông đòi hỏi trên cơ sở hạ tầng mạng sẽ là khá lớn. Trong một vài năm gân đây với sự phát triên của các công nghệ mạng đã cho phép các nhà cung cáp viên thông đạt được các yêu câu vê sô lượng lớn cho băng thông mạng. Các mạng viễn thông dựa trên sự lai ghép giữa cáp quang và cáp đồng trục đang đặc biệt thích hợp cho việc cung cáp các nội dung IPTV. 

1.5.3. IPTVCDs

Các thiết bị IPTV của khách hàng (IPTVCDs) là các thành phần chìa khóa để mọi người có thể truy xuất các dịch vụ IPTV. IPTVCD kết nối với các mạng băng lộng và nó chịu trách nhiệm giải mã và xử lý các luồng truyền hình đầu vào dựa trên IP. IPTVCDs hỗ trợ các kỹ thuật cao để giảm thiểu hoặc loại trừ hoàn toàn ảnh hưởng của các vấn đề mạng khi xử lý các nội dung IPTV. Khi các dịch vụ băng rộng trở thành các dịch vụ chủ chốt, chức năng của IPTVCDs tiếp tục được thay đổi và độ tinh xảo tăng lên.

1.5.4. Mạng trong nhà (Home Network)

Một mạng nhà kết nối với một số các thiết bị số nằm trong một vùng địa lý nhỏ. Nó cho phép nâng cao giao tiếp và cho phép chia sẻ các nguồn tài nguyên số đắt đỏ giữa các thành viên trong một gia đình. Mục đích của mạng nhà là cung cấp các thông tin để truy nhập kiểu như thoại, âm thanh, dữ liệu và giải trí giữa tất cả các thiết bị số ở quanh ngôi nhà. Với mạng nhà khách hàng có thể tiết kiệm tiền và thời gian bởi vì các thiết bị phụ trợ như máy in, máy scan có thể dùng tốt như các kết nối internet băng rộng, và có thể dễ dàng chia sẻ.

Ngoài ra, một cấu trúc mạng truyền hình IP end-to-end còn có thêm một vài thành phần sau đây:

-Hệ thống Middleware: Cung cấp khả năng quản lý thuê bao, nội dung và báo cáo hoàn chình cùng với các chức năng quản lý EPG và STB, đồng thời vẫn duy trì tính mở cho việc tích hợp các dịch vụ trong tương lai. Middleware là một giao diện của hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV với người sử dụng, nó xác định danh tính cho người dùng, hiển thị một danh sách các dịch vụ mà thuê bao đó có thể sử dụng và trợ giúp lựa chọn dịch vụ nảy sau khi đã xác thực danh tính của người dùng. Middleware lưu lại một profile cho tất cả các dịch vụ. Middleware đảm bảo các hoạt dộng bên trong của dịch vụ truyền hình một cách hoàn hảo. Middleware sẽ không giới hạn bất kỳ hoạt động riêng rẽ nào trong hệ thống, nhưng sẽ giao tiếp trực tiếp với mỗi thảnh phần được hệ thống hỗ trợ. Middleware hỗ trợ API cho phép mở rộng các chức năng mới về truyền dữ liệu giữa các hệ thống.

-Hệ thống quản lý mạng và tính cước: Hệ thống này quản lý và tính cước dịch vụ truy cập của thuê bao IPTV.

1.6. Vấn đề phân phối IPTV

Các kiểu lưu lượng mạng IP thời gian thực khác nhau được tạo ra bời các loại dịch vụ trên nền IP khác nhau như VoIP và truy nhập Internet tốc độ cao. Với mỗi loại dịch vụ có những đặc điểm riêng về nội dung, vì thế cần phải có những phương thức phân phối thích hợp. Hiện nay có ba phương thức dùng để phân phối nội dung IPTV qua mạng IP là Unicast, Broadcast và Multicast.

1.6.1. Unicast

Hình 1.4: Các kết nối IP Unicast cho nhiều User IPTV

Trong truyền unicast, mọi luồng video IPTV đều được gửi tới một IPTVCD Vì thế, nếu có nhiều hơn một user IPTV muốn nhận kênh video tương tự thì IPTVCD sẽ cần tới một luồng unicast riêng rẽ. Một trong các luồng đó sẽ truyền tới các điểm đích qua mạng IP tốc độ cao. Nguyên tắc thực thi của unicast trên mạng IP là dựa trên việc phân phối một luồng nội dung được định hướng tới mỗi user đầu cuối. Từ góc độ của kĩ thuật này, thì việc cấu hình thực thi khá dễ dàng; tuy nhiên nó không có hiệu quả về băng thông mạng.

Như trên hình 1.4, khi nhiều user IPTV truy nhập cùng một kênh IPTV tại cùng một thời điểm, thì một số các kết nối tới mọi thuê bao có yêu cầu truy nhập Kênh 10, với tổng số là năm luồng riêng rẽ bắt đầu từ server nội dung và kết thúc tại router đích. Năm kết nối này sau đó được định tuyến tới các điểm đích của nó. Các kết nối được kéo dài tới hai tổng đài khu vực (Regional Office), với ba kết nối tới tổng đài khu vực 1 và hai kết nổi tới tổng đài khu vực 2. Sau đó các kết nối được thiết lập giữa các router tại tổng đài khu vực với các gateway đặt trong năm hộ gia đình. Đây là phương thức truyền dẫn IP video tốt nhất cho các ứng dụng yêu cầu như VoD, ở đỏ mỗi thuê bao nhận một luồng duy nhất.

1.6.2. Broadcast

Các mạng IP cũng hỗ trợ chức năng truyền Broadcast, về mặt nào đó giống như kênh IPTV được đưa tới mọi thiết bị truy nhập được kết nối vảo mạng băng rộng. Khi một server được cấu hình truyền Broadcast, một kênh IPTV gửi tới tất cả các thiết bị IPTVCD được kết nổi vào mạng bất chấp thuê bao có yêu cầu kênh đó hay không. Đây sẽ là vấn đề chính do các tài nguyên IPTVCD bắt buộc phải hoạt động để xử lý các gói tin không mong muốn. Một vấn đề khác mà Broadcast không phù hợp cho các ứng dụng IPTV là trong thực tế kỹ thuật truyền thông tin này không hỗ trợ việc định tuyến. Từ lâu, hầu hết các mạng đã mở rộng việc sử dụng các router, nhưng nếu truyền Broadcast thì không sử dụng định tuyến. Đây là lý do làm mạng và các thiết bị IPTVCD khác bi nghẽn khi tất cả các kênh được gửi tới tất cả mọi người.

 1.6.3. Multicast

Trong phạm vi triển khai IPTV, mỗi nhóm Multicast được truyền Broadcast các kênh truyền hình và các thành viên của nhóm tương đương với các thiết bị IPTVCD. Vì thế mỗi kênh IPTV chỉ được đua tới IP-STB muốn xem kênh đó. Đây là cách hạn chế được lượng tiêu thụ băng thông tương đối thấp và giảm gánh nặng xử lý trên server. Hình 1.5 mô tả tác động của việc sử dụng kỹ thuật Multicast Ương ví dụ phân phối cho năm thuê bao truy nhập kênh 10 IPTV cùng một lúc.

Như hình dưới thì chỉ bản copy đơn (single) được gửi từ server nội dung tới router phân phối. Router này sẽ tạo ra hai bản copy của luồng thông tin tới và gửi tới các router đặt tại các tổng đài khu vực theo các kết nối IP định hướng. Sau đó, mỗi router sẽ tạo ra các bản copy khác để cung cấp cho các thuê bao muốn xem. Vai trò quan trọng của phương thức này là làm giảm số kết nối IP và dung lượng dữ liệu đi qua mạng. Đây là phương thức thường được các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để phát quảng bá các chương trình trực tiếp và là một kỹ thuật có hiệu suất cao cho hạ tầng mạng IP đang tồn tại. Phương thức này không có lợi trong tuyến hướng lên (upstream) luồng thông tin giữa các thiết bị IPTVCD và Broadcast server. Cần chú ý rằng việc phát Multicast nội dung IPTV thường phức tạp hơn nhiều lần nếu so sánh với mô hình thông tin Unicast và Broadcast.

Hình 1.5: Các kết nối được sử dụng trong kỹ thuật Multicast

*Tóm lại:

Unicast cho phép bạn gửi dữ liệu tới một nơi nhận, và kỹ thuật này sẽ giúp tăng cường chất lượng dịch vụ. Khi cung cấp dịch vụ xem video trực tuyến, nếu sử dụng Unicast thì chất lượng video sẽ rất tuyệt vời nhưng bù lại là tại một thời điểm, chỉ có một client được truy cập tới dịch vụ.

Broadcast thì ngược lại, cho phép bạn gửi dữ liệu đến tất cả mọi host trong một mạng con. Nội dung sẽ được gửi đến tất cả các host dù người ta không mong muốn. Việc này làm tốn băng thông và có thể dẫn đến giảm chất lượng dịch vụ.

Multicast kết hợp được các ưu điểm của 2 kỹ thuật trên. Nó cho phép đảm bảo nội dung video sẽ được truyền đến những thuê bao có nhu cầu, và chất lượng của nội dung video đó là tương đối tốt.

1.7. Mô hình triển khai và cung cấp dịch vụ MyTV

1.7.1. Khách hàng sử dụng modem ADSL

Khách hàng thuộc IP DSLAM ISAM7302

Modem ADSL được cấu hình với 3 PVC (Permanent Virtual Circuit). Trong đó, PVC0 (0/35) sử dụng giao thức PPPoE và được cấu hình enable NAT – dùng cho dịch vụ Internet; PVC1 (2/35) sử dụng giao thức 1483 Bridge – dùng cho dịch vụ theo yêu cầu Unicast; PVC2 (3/35) sử dụng giao thức 1483 Bridge – dùng cho dịch vụ Multicast

Hình 1.6: Khách hàng sử dụng dịch vụ IPTV dùng ADSL trên IP DSLAM ISAM7302

Các thành phần trong hệ thống:

-PE VTN: Đóng vai trò như một Multicast Router cục bộ. Nhiệm vụ là tiếp nhận các Membership Report từ Set-top-box và định tuyến lưu lượng từ nguồn tới đích.

-BRAS (Broadband Remote Access Server): là thiết bị nối với nhiều điểm DSLAM, xác thực account và password của các thuê bao.

-CoreSw, AGGSw: Có chức năng IGMP snooping (hoặc proxy). Tính năng nảy giúp các thiết bị trên điều khiển và kiểm soát lưu lượng multicast từ PE VTN xuống tới STB đi đúng port có yêu cầu.

-DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer): Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số. Là bộ ghép kênh có nhiệm vụ đảm bảo các dịch vụ DSL trên đôi dây đồng điện thoại. Được đặt ờ phía tổng đài, là điểm cuối cùa kết nối ADSL. Mỗi DSLAM có thể có từ 24, 36, 48 đến 96 cổng, tương ứng với số thuê bao mà nó có thể đảm nhiệm. DSLAM tập hợp tín hiệu số đến từ nhiều cổng lại thành một tín hiệu nhờ vào kỹ thuật ghép kênh, sau đó thông tin sỗ được vận chuyên trên nền IP hoặc ATM đến nhà cung cấp dịch vụ tương ứng.

Yêu cầu modem ADSL có ít nhất là 2 port Ethernet (trường hợp chỉ có một port Ethernet, đề nghị thay thế modem cho khách hàng). Có thể cắm máy tính vào bất kỳ cổng nào trên modem là có thể truy nhập Internet. Có thể cắm thiết bị STB vào bất kỳ cổng nào của modem để xem IP-TV. Địa chi IP của STB sẽ do DHCP server cùa hệ thống IPTV cung cấp.

Như vậy điều kiện để sử dụng dịch vụ IPTV của VNPT Hà Nội trên đường ADSL 2+ như sau:

-Sử dụng hạ tầng của VNPT Hà Nội: Được cấp một port trên IP DSLAM Huawei MA5600 hoặc Alcatel ISAM 7302 (không sử dụng ATM DSLAM hoặc IP DSLAM Siemens).

-Băng thông yêu cầu cho đôi cáp: Dịch vụ IP-TV chuẩn SD sử dụng 3,5Mbps; Chuẩn HD sử dụng 10Mbps tương ứng với cự ly cáp tối đa cho phép 3 km và l,5km; Lưu ý: băng thông yêu câu của đôi cáp cung cấp đồng thời 02 dịch vụ MegaVNN và IP-TV bằng tổng băng thông của 02 dịch vụ này; Ví dụ khách hàng dùng dịch vụ IP-TV chuẩn HD và gói Internet MegaVNN 2Mbps thì tổng băng thông yêu cầu là lo Mbps + 2 Mbps =12 Mbps.

-Modem ADSL+2: Yêu cầu có ít nhất 2 port Ethernet (một cho dịch vụ IPTV, một cho truy cập Internet).

-Set top Box (Bộ giải mã tín hiệu IPTV): Sử dụng 02 loại chuẩn SD hoặc HD; Tùy yêu cầu đăng ký dịch vụ của khách hàng IP-TV và khả năng đáp ứng đôi cáp của VNPT Hà Nội.

1.7.2. Khách hàng sử dụng FTTH

Khách hàng sử dụng dịch vụ FTTH của VNPT Hà Nội hiện đang là các đối tượng tiềm năng sử dụng dịch vụ IPTV để xem các kênh chuẩn HD (yêu cầu từ l0Mbps trở lên).

Trường hợp I: Khách hàng vừa truy cập Internet, vừa sử dụng dịch vụ MyTV, đã trang bị Router FTTH.

Phương án kỹ thuật được minh hoạ ở Hình 1.7.

Hình 1.7: Phương án cung cấp dịch vụ MyTV trên FTTH

Trong phương án này, nếu khách hàng vừa truy cập Internet, vừa sử dụng IPTV phải trang bị Switch L2 có hỗ trợ chuẩn VLAN 802.1q để gán tag S-VLAN cho cổng kết nối Router FTTH của khách hàng (dùng cho kết nối Internet) và S-VLAN 8 cho cổng kết nối STB (IPTV).

Cổng Uplink của thiết bị Switch Layer2 sẽ cấu hình Trunking cho phép cả hai VLAN đi qua: S-VLAN Internet và S-VLAN 8.

Thuê bao FTTH dùng máy tính két nôi với Router đê sử dụng dịch vụ Internet Router sẽ được cấu hình địa chỉ IP tĩnh Public ở giao diện WAN và định tuyến lưu lượng khách hàng ra mạng Internet. Ngoài ra Router sẽ thực hiện chức năng NAT địa chỉ IP Private của máy tính khách hàng ra địa chỉ IP WAN Public.

Trường hợp II: Khách hàng chỉ có nhu cầu sử dụng dịch vụ MyTV, không truy cập Internet.

Hình 1.8: Mô hình cung cấp dịch vụ My TV qua FTTH không sử dụng dịch vụ truy cập Internet

Trong phương án này, tại thiết bị Switch Access thuộc mạng MAN E VNPT Hà tội, khi khách hàng sử dụng các kênh theo yêu cầu, lưu lượng của khách hàng sẽ được ánh xạ tình vào VLAN Unicast (VLAN ID 8). Khi khách hàng chuyển sang sử dụng các kênh Multicast, lưu lượng của khách hàng sẽ được ánh XẠ động vào VLAN Multicast (VLAN ID 9) để nhận lưu lượng từ hệ thống IPTV Server của VASC.

CHƯƠNG II: QUẢN LÝ MẠNG IPTV

Việc phân phối dịch vụ truyền hình trên mạng IP trở thành các thách thức về mặt công nghệ và thương mại cho các nhà cung cấp dịch vụ IPTV. Một trong những thách thức xuất hiện đầu tiên trong hoạt động của mạng IPTV hàng ngày, đó là nhà cung cấp dịch vụ cần phải có năng lực quản lý lưu lượng và các thành phần hạ tầng mạng IP.Các nhà cung cấp IPTV cần phải có một hệ thống quản lý mạng NMS (Network Management System), đó là các bộ phận giám sát và nhận dạng các sự cố có thể ảnh hưởng tới việc phân phối các dịch vụ truyền hình tới khách hàng. Một thách thức khác đối với nhà cung cấp là vấn đề cài đặt một dịch vụ IPTV khá phức tạp và tạo ra các áp lực cho tài nguyên mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Vì thế, cần phải lập dan sách và chuyên môn hóa các bước cài đặt. 

Ngoài việc quản lý và cung cấp các dịch vụ,các nhà khai thác mạng IPTV cũng cần phải đảm bảo việc tiếp nhận dịch vụ của khách thuận lợi hơn so với các dịch vụ được đưa ra từ các nhà khai thác truyền hình thu phí khác là truyền hình cáp và vệ tinh.Tại hầu hết các cấp độ cơ bản, các nhà khai thác mạng cần phải đảm bảo khách hàng của họ nhận được đầy đủ các hồi đáp cho các yêu cấu thay đồi. Đây là các yêu cầu cơ bản từ thuê bao. Tuy nhiên, việc thực thi chức năng này có thể là vấn đề khó giải quyết đói với nhà khai thác mạng, đặc biệt là các mạng IPTV lớn. Để tránh được các thách thức trên, trong phần này đưa ra một số chức năng hoạt động và kỹ thuật để đạt được sự thành công trong việc triển khai IPTV.

Quản lý mạng chỉ rõ các kỹ thuật và các thủ tục được sử dụng để giám sát và điều khiển mạng.Nó bao gồm một số nhiệm vụ khác nhau:

Hệ thống quản lý mạng IPTV.

Quản lý cài đặt.

Giám sát thực thi và kiểm tra mạng.

Quản lý dự phòng.

Quản lý không gian địa chỉ IP.

Xử lý các sự cố IPTV.

Quản lý quyền nội dung số.

Quản lý các yêu cầu QoS.

2.1.Hệ thống quản lý mạng IPTV

Các mạng phân phối IPTV ngày nay tạo ra nguồn thu nhập khổng lồ cho các nhà khai thác.Tuy nhiên,việc quản lý hệ thống IPTV end-to-end lại là nhiệm vụ khó khăn,và đôi khi các sự cố của hệ thống có thể gây ảnh hưởng rất lớn đến nhà cung cấp dịch vụ IPTV.Để giảm thiểu rủi ro và sự cố về mạng, Các nhà khai thác sử dụng hệ thống quản lý mạng NMS để giám sát cấu trúc mạng IPTV end-to-end.Các công cụ được sử dụng để đảm bảo cấu trúc mạng IPTV end-to-end đạt được thời gian hoạt động gần như là liên tục và đảm bảo tín hiệu video chất lượng cao tới khách hàng.Nhờ kỹ thuật và thiết bị khác nhau được kết hợp lại thành một hệ thống IPTV end-to-end,trung tâm họat động của mạng IPTV sẽ chứa một số các hệ thống khác nhau để quan lý các phần khác nhau của mạng. Các chức năng được thực thi bởi hệ thống quản lý IPTV có thề bao gồm:

Quan sát mạng 24/7: một hệ thống quản lý mạng NMS bao gồm các bản đồ hiển thị thông tin tình trạng của một số thảnh phẩn mạng như: 

-Các thiết bị và server trung tâm dữ liệu IPTV.

-Các thiết bị mạng lõi IP.

-Các thiết bị mạng truy cập.

-Thiết bị khách hàng IPTV.

-Các mạng gia đình.

 Tối ưu hóa mạng: NMS giúp đỡ quá trình tối ưu hóa tài nguyên mạng hỗ trợ tăng khả năng tích hợp các dịch vụ dựa trên nền mạng IP.

 Hỗ trợ nhân viên kỹ thuật: NMS tập hợp các bản tin lỗi lừ các thành phần hệ thống IPTV end-to-end để hỗ trợ nhân viên kỹ thuật nhận biết nhanh và giải quyết các sự cố có thể xảy ra hàng ngày trên mạng IPTV.

 Báo cáo: NMS tập hợp trạng thái của các thành phần cơ bản của mạng thành một báo cảo hệ thống cho phép người quản lý mạng IPTV:

-Theo dõi và đánh giá các đoạn đứt quãng của dịch vụ IPTV.

-Kiểm tra “sức khỏe” của các thành phần mạng.

-Nhận dạng các vấn đề tiềm tàng trên mạng thông qua phân tích chiều hướng dữ liệu 

-Ghi nhận việc sử dụng mạng trong các giai đoạn đặc biệt 

Minh hoạ các thành phần mạng bằng đồ thị: các giao diện trực giác đặc trưng cung cấp một đồ thị hoặc bản đồ các trạng thái có thể xảy đối với các thành phần hạ tầng mạng IPTV end-to-end.

Quản lý các lỗi của server trung tâm: các server IPTP giữ vai trò chiến lược vô cùng quan trọng trong mạng truyền băng rộng.Khi các server bị sự cố ,nhiều thiết bị IPTV VCD không có khả năng hoạt động chính xác,không đạt được sự hài lòng cùa khách hàng, dẫn đến kết quả là giảm doanh thu cùa nhà khai thác IPTV. Việc giám sát các server trong thời gian thực là yêu cầu giảm được thời gian bị quá tải. NMS hỗ trợ việc giám sát server bằng cách gửi các thông báo cảnh báo và các sự cố tới nhân viên kỹ thuật.

Quản lý cấu hình: NMS sẽ lưu trữ các mục thông tin cấu hình cùa mỗi thiết bị được kết nối vào mạng IPTV trong cơ sở dữ liệu. Các dạng thông tin này có thể là địa chỉ IP hay các phiên bản Middleware của mỗi thiết bị giải mã STB. NMS cho phép nhân viên kỹ thuật thay đổi các tham số trên.

Quản lý băng thông: IPTV là một ứng dụng tốn băng thông. Vì thế cần phải chú ý đặc biệt trong việc giám sát băng thông được sử dụng cho các ứng dụng. NMS cho phép các nhà cung cấp dịch vụ giữ quyền điều khiển chặt chẽ việc sử dụng băng thông mạng và tối ưu hóa mạng cùa họ cho các ứng dụng trên nền IPTV.

Ưu tiên hóa lưu lượng: IPTV là ứng dụng nhạy với độ trễ. Để cải thiện chất lượng dịch vụ được phân phổi tới user đầu cuối, NMS cho phép các nhà cung cấp dịch vụ ưu tiên hóa nội dung video trên các ứng dụng không nhạy với độ trễ như ứng dụng tìm kiếm trên Internet và lưu lượng các ứng dụng ngang hàng. Một số cải tiến cùa NMS cũng hồ trợ việc ưu tiên hóa lưu lượng mạng trong khoàng thời gian nào đó trong ngày.

Quản lý các nhật ký mạng: đây là chức năng chịu trách nhiệm ghi và lưu trức nhật ký của các sự kiện xuất hiện trong thời gian hoạt động của mạng IPTV. Thông tin nhật ký được luu trữ giữa các NMS khác nhau, bao gồm:

-Các chi tiết login và logout của các user IPTV.

-Các chi tiết thay đổi cấu hình của hệ thống và thiết bị IPTVCD.

-Các chi tiết hoạt động của thiết bị mạng.

Các thách thức cho những người quản lý hệ thống IPTV kết hợp với dữ liệu từ các NMS khác nhau để có được một cái nhìn tổng thể chính xác về quá trình thực thi của mạng. Thêm nữa, những người quản lý cũng cần khả năng hỗ trợ các phần cứng khác chạy phần mềm NMS đóng gói tại trung tâm dữ liệu IPTV. Một hệ thống quản lý IPTV thường sử dụng giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP (Simple Network Management Protocol) để điều khiển và siám sát các thiết bị được kết nối vào mạng. Ngoài ra việc quản lý thiết bị bằng trình duyệt web cũng được sử dụng.

2.1.1. Sử dụng giao thức SNMP để quản lý mạng IPTV

Giao thức quản lý mạng đơn giản SNMP là phương thức mạnh mẽ để giám sát và điều khiển các thiết bị trên cả mạng IP và non-IP. Nó là một cấu trúc để xác định các thông số cần quản lý của thiết bị. SNMP phiên bản gốc được triển khai vào năm 1988 cho các thiết bị trên mạng IP, từ đó nó đã được làm thích nghi với rất nhiều thiết bị và giao thức khác. Các công cụ thương mại khác đều sắn sàng xâv dựng các hệ thống SNMP.

Tại cấp độ cơ bản nhất, SNMP là một giao thức truyền tin xác định cách thức thực thi của hệ thống, dữ liệu hoạt động và các lệnh được tập hợp từ các thiết bị này. Hình 2.1 trình bày cách bố trí của hệ thống SNMP cơ bản. Các thành phần của hệ thống bao gồm:

-Network Manager: là bộ phần chịu trách nhiệm về các hoạt động chính xác của mạng.

-Management console: là thành phần được trang bị cho Network Manager, nó chịu trách nhiệm tập hợp thông tin về mạng, hiển thị thông tin và thực hiện các lệnh quản lý mạng.

-Netvvork Management software: chạy trên manager console để thực hiện các nhiệm vụ như hiển thị các trạng thái mạng, các cảnh báo đăng nhập và gửi các lệnh tới các thiết bị mạng. Phần mềm này sử dụng quản lý SNMP để thu thập thông tin từ các thiết bị mạng khác nhau.

-SNMP Manager: chịu trách nhiệm về thông tin các thiết bị được quản lý, giữ các bản ghi chép về các trạng thái hiện tại cùa mạng trên cơ sờ dữ liệu chù được gọi là cơ sở thông tin quản lý MIB (Management Information Base).

-SNMP: được sử dụng để truyền đạt thông tin tới các thiết bị khác nhau hình thành mạng, một số SNMP được trình bày trên hình 2.1.

-Thiết bị 1 và 2: đều được quản Iý trực tiếp do chúng đều được trang bị một SNMP agent và một module cơ sở dữ liệu MIB nội bộ. SNMP agent chịu trách nhiệm tập hợp và lưu trữ trạng thái thiết bị vào trong cơ sở dữ liệu MIB để trả lời các lệnh và các yêu cầu cho dữ liệu MIB từ SNMP Manager. SNMP agent cũng có thể phát ra các yêu cầu đặc biệt (gọi là traps) tới SNMP Manager trong các trường hợp đặc biệt, ví dụ nhu các yêu cầu khởi động lại hệ thống ngay lập tức.

-Thiết bị 3 và 4: không có SNMP, vì thế có một thiết bị đặc biệt gọi là Proxy Agent quản lý chúng. Proxy Agent chứa đựng phần mềm SNMP Agent và một Module MIB biên dịch dữ liệu từ các thiết bị được gắn vào. Proxy Agent phải tập hợp dữ liệu từ mỗi thiết bị bằng mọi cách có thể, ví dụ như các cổng serial trên thiết bị, giám sát các giao tiếp hoặc các phương thức khác.

Hình 2.1. Hệ thống SNMP đơn giản

Một trong những lợi ích lớn nhất cùa hệ thống SNMP là tập hợp dữ liệu và các chức năng hiển thị có thể được tự động hóa. Dữ liệu từ mỗi thiết bị có thể được tập hợp một các định kỳ để phân tích mọi hoạt động có thể xảy ra. Ví dụ, SNMP thường được sử dụng để tập hợp dữ liệu thực thi mạng như số lượng gói bị mất và hiển thị nó cho Network Manager. Hiện tượng nghẽn trên một liên kết vượt quá giới hạn, liên kết này có thể thay đổi màu sắc trên màn hình Management Console và có thể bắt đầu nhấp nháy. Nó sẽ báo hiệu cho Netvvork Manager điều tra nguyên nhân của việc tắc nghẽn và thực hiện một số hoạt dộng chính xác hơn, ví dụ như gửi đi nhân viên sửa chữa hoặc cấu hình lại mạng để gửi các gói theo một tuyến khác.

Trong môi trường IPTV các dạng dữ liệu được tập hợp từ mạng IPTV rơi vào ba loại riêng biệt sau:

-Các cảnh báo: các cảnh báo sẽ thông báo cho nhân viên kỹ thuật tại trung tâm dữ liệu IPTV về hoạt động bất thường trên mạng. Các cảnh báo được sử dụng bởi bộ phận kỹ thuật để nhận dạng nguồn dịch vụ bị mất.

-Tình trạng hiện hành: dữ liệu các tình trạng hiện hành của mạng được tập hợp lại trên cơ sở thông thường để xác định các thành phần mạng IPTV có hoạt động hay không.

-Các thống kê: các thống kê mạng ví dụ như các cấp độ lưu lượng mạng được tập hợp lại bời hệ thống quản lý trên cơ sờ thông thường. Mạng IP có thể thực thi tốt hoặc không tốt. Dữ liệu thống kê được tập hợp bời hệ thống quản lý, và nhân viên kỹ thuật sử dụng nó để tối ưu hóa tiến trình thực thi mạng IPTV. Mạng được tối ưu cải thiện tốc độ phân phối cho dịch vụ IPTV hay các dịch vụ theo yêu cầu.

Các ứng dụng và cơ sở dữ liệu được lưu trên một server và sử dụng các kết nối theo thứ tự, các giao tiếp dành riêng, hoặc giao tiếp Ethernet để truyền thông tin với các thiết bị mạng IPTV:

-Các server IPTV

-Thiết bị xử lý video trung tâm dữ liệu IPTV

-IPTVCD

-Các Router IP

-DSLAM

-Hệ thống kết cuối modem cáp CMTS (Cable Modem Termination System)

Mỗi thiết bị được tải trước một module phần mềm agent quản lý SNMP, chức năng chính của agent quản lý là cung cấp thông tin về thiết bị IPTV tới ứng dụng server. Đây là thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu thường trú cơ sở thông tin quản lý MIB. Thông tin trona MIB được chuẩn hóa để các dạng NMS khác nhau có thể sử dụng được nó.

Hình 2.2. Liên kết hệ thống quản lý mạng IPTV

Hình 2.2 mô tả thông tin giữa server quản lý SNMP và các SNMP agent dựa trên một số lệnh. Một trong các lệnh là get và get next được nhận từ mạng IPTV, SNMP agent thực hiện lệnh được yêu cầu và gửi trà lại thông tin đã được yêu cầu. Thêm vào thông tin yêu cầu tập hợp và trả lời, phần mềm SNMP agent cũng chịu trách nhiệm gửi các cảnh báo ngoài các lệnh đặc biệt từ SNMP Manager. Các cảnh báo sử đụng các trap, một SNMP aaent có thể thông báo các sự kiện hoặc các lỗi xuất hiện tại các router, cho phép các nhà quản lý IPTV có thể quản lý các thiết bị mạng.

2.1.2. Quán lý thiết bị bằng trình duyệt web

Quản lý thiết bị bằng trình duyệt web cho phép một thiết bị mạng được quản lý từ vị trí khác thông qua sử dụng chuẩn trình duyệt web. Thông tin về thiết bị được hiển thị trong cửa sổ chương trình trình duyệt, và các sửa đổi cho hoạt động của thiết bị hay cấu hình có thể được thiết lập thông qua các giao diện người dùng chuẩn. Khả năng này cùa thiết bị chi có ở sản phẩm của một số nhà sản xuất.

Hầu hết các thiết bị mạng hiện đại đều chứa một bộ vi xử lý thực hiện một số nhiệm vụ khác nhau, ví dụ như điều khiển hoạt động thiết bị và truyền tin ra bên ngoài thông qua các giao tiếp. Thông tin này có thể chi đơn giản là bật sáng giao diện thiết bị, hoặc phức tạp hơn là tự động quản lý cảnh báo và thông báo cho hệ thống. Một số thiết bị sử dụng các giao diện IP cho hoạt động chuẩn cùa nó, đầu tiên là chức năng vveb server. Đây là server cho phép truy cập vveb từ xa đề thông tin với bộ xử lý của thiết bị cho một số chức năng. Một trong rất nhiều chức năng được thực thi trên web server là quản lý thiết bị. Hình 2.3 mô tả các chức năng làm Hình 2.3. Cấu trúc quán lý dựa trên trình duyệt web

Trong hình 2.3,thiết bị phía bên tay phải là một thiết bị mà bộ mã hóa video MPEG với một kết nối IP, là một switch với port IP quản lý hoặc một số thiết bị khác. Phần mềm bên trong thiết bị thực hiện chức năng web server, giám sát port 80 từ phía tới cửa giao tiếp IP và xử lý các yêu cầu của giao thức HTTP. Các yêu cầu này có thể đến từ một sổ user khác nhau với các quyền truy cập khác nhau. Để đáp các yêu cầu này, server sẽ cung cấp các trang web được thiết kế theo yêu cầu cho phép user xem thông tin quan trọng về thiết bị.

Ví dụ trong hình 2.3, có 3 lớp truy cập được cung cấp: nhân viên quàn lý mạng, nhân viên bảo dưỡng và user đã được xác thực. Nhân viên quàn lý mạng có toàn quyền truy cập để theo dõi mọi mặt của thành phần mạng và có thể sửa đổi cấu hình của thiết bị. Nhân viên bảo dưỡng có thể quan sát tất cả các trạng thái và cấu hình của thiết bị nhưng không thể thay đổi cấu hình. User đã được xác thực có thể bị giới hạn về quyền quan sát các trạng thái của thiết bị và không được phép thay đổi cấu hình. Các lớp truy cập khác nhau thường được thực hiện chung trên phần mềm web server thông qua việc sử dụng usemame và passvvord được truyền dẫn trên các kết nối đảm bào (HTTPS).

Các trang web của thiết bị thường có một cách trình bàv cố định nhưng có thể thav đổi nhanh chóng các trạng thái thông tin được chứa trong chúng. Thông tin này có thề hiển thị đầy đủ tất cả các thông số hoạt động của thiết bị. Dữ liệu cấu hình cũng có thể truy cập như dữ liệu địa chỉ mạng, các đặc tính của thiết bị được kích hoạt hoặc không được kích hoạt, các card hoạt động hiện tại hoặc đang naừng, danh sách các usemame và password được phép truy cập thiết bị.

Quản lý dựa trên trình duyệt web có lợi cho việc quàn lý một mạng bao gồm nhiều thiết bị phân tán trên phạm vi rộng, trong thực tế là khi mạng chia sẻ phức tạp.

2.2. Quản lý cài đặt

Do sự phức tạp và việc lựa chọn các sản phẩm có thể có trên mạng, việc cài đặt, quản lý các sự cố của dịch vụ và một số lý do trực tiếp của kết cuối dịch vụ có thể là thách thức đặc biệt và xử lý tốn kém cho các nhà khai thác mạng trên toàn cầu. Việc cài đặt mạng IPTV có thể bao sồm rất nhiều công việc khác nhau, trons phần này trình bày một số cài đặt chung như sau:

-Phân phối địa chỉ: trong thực tế, các nguồn video được cố định các địa chi 1P, vì thế các thiết bị IPTVCD có thể xác định chúng.

-Cài đặt nguồn video: đây là công việc thực hiện sớm nhất trong tiến trình cài đặt, vì thế các thiết bị có thể được kiểm tra với viđeo thực khi chúng đã được cài đặt. Các nguồn multicast thường cần băng thông thấp hơn so với các nguồn unicast để gửi bản sao luồng video tới mỗi thiết bị người xem.

-Cài đặt các phần mềm Client: hầu hết các phần mềm mediaplayer mất phí đều tự cài đặt, và hầu hết các PC có khả năng cài bằng tay các chương trình này.

-Cài đặt các phần cứng Client: khi các bộ giải mã IP-STB hoặc các thiết bị Client được cài đặt,một số nhà cung cấp dịch vụ quyết định đưa nhân viên kỹ thuật tới nhà khách hàng. Điều này cho phép các công việc kiểm tra mạng được thực hiện đầy đủ các hỗ trợ khác đuợc cài đặt chính xác.

-Cầu hình multicast: nếu phương thức multicast được sử dụng trong IPTV, một phần của tiến trình cài đặt phải kiểm tra lại tất cả các thiết bị mạng có khả năng tạo luồn2 multicast. Tiến trình này có thể yêu cầu phẩn mềm hoặc các chương trình nâng cấp phần cứng trong các thiết bị mạng, ví dụ như các router.

-Cấu hình hạ tầng hệ thống quân lý mạng: một cải tiến lớn cùa các mạng IPTV trên nền IP đó là các mạng vật lý aiống nhau có thể được sử dụng để gửi và nhận các lệnh quản lý mạng và truyền dẫn video, với điều kiện là được cung cấp khả năng thông tin hai chiều (two-way).

-Quản lý việc di dời và lắp đặt lại thiết bị: mỗi lần các thiết bị được di dời hoặc lắp đặt lại thì cần phải cấu hình lại hệ thống để đảm bảo không có các thông báo lỗi về vị trí vật lý của thiết bị.

2.3. Giám sát thực thi và kiểm tra mạng

Giám sát thực thi là quan sát quá trình vận hành của mạng để có được các hoạt động chính xác. Tất cả các ioại vận hành đều có thể được giám sát, từ việc đếm các lỗi trên một liên kết dữ liệu cho tới việc theo dõi số lượng người xem nội dung cùng một lúc. Nếu tiến trình thực thi không đạt được các yêu cầu đã quy định trước thì các cành báo sẽ được phát ra để phục vụ cho việc dự đoán các lỗi sớm nhất có thể.

Thông thường, việc giám sát là trách nhiệm được thực hiện bởi nhiều thành phần. Đầu tiên các thiết bị sẽ thu thập số liệu về các hoạt động của chính bản thân mỗi thiết bị, và hệ thống quàn lý tập trung sẽ biên dịch các dữ liệu này để phân tích định kỳ. Trong một số hệ thống, dữ liệu được lưu trữ trên mỗi thiết bị và chi dược sử dụng khi nhân viên kỹ thuật hệ thống quyết định nhận nó. Sau đó, bộ xử lý tập trung sẽ phân tích dữ liệu tới và thông báo cho nhân viên kỹ thuật khi thiết bị lỗi. Một số dạng dữ liệu được thu thập và phân tích bời hệ thống giám sát thực thi như sau:

-Lỗi bit: một số loại mạng bao gồm một byte kiểm tra tổng hoặc kiểm tra chẵn lẻ sẽ chì ra các bit hoặc các gói tin đã bị thay đổi.

-Các cấp độ sóng mang quang OC: một số tín hiệu nhận được có thể được sử dụng để đo các cấp độ sóng mang quang tới.

-Các gói mất: trong trường hợp nghẽn mạng, một số thiết bị sẽ không được gửi hết số gói, vì thế luồng tín hiệu sẽ bị mất các gói đó. Thông qua việc giám sát số lượng gói bị mất tại các vị trí khác nhau trong mạng các nhà khai thac mạng sẽ xác định dược dung lượng cần tăng thêm, số lượng router cần xây dựng thêm cho dịch vụ hoặc các liên kết cần được bảo dưỡng.

-Các trạng thái của thuê bao: tất cả các loại dữ liệu thu thập về thuê bao được phân tích để xác định xem có vấn đề gì xảy ra với các kết nối từ phía thuê bao hay không, từ đó sớm phát cảnh báo về các sự cố trên mạng.

-Các hoạt động đăng nhập của user: dữ liệu này có thể chi ra các user đang gặp sự cổ khi truy cập hệ thống hoặc user đã gian lận về quyền truy cập, ví dụ như có nhiều User giống nhau truy cập vào hệ thống tại nhiều vị trí khác nhau trong cùng một thời điểm.

-Giám sát hệ thống bảo an: thông qua việc thu thập dữ liệu về quá trình thực thi của hệ thống bào an, các nhà khai thác có thể xác định các fĩrewall đang làm việc chính xác, các nguồn tấn công mạng từ bên trong hoặc bên ngoài, cung câp các cảnh báo về virus. Thông tin này cũng có thể được sử dụng sau khi một lỗ thủng bảo an được xác định để tìm ra cách ngăn ngừa các sự cố bảo an trong tương lai.

Việc giám sát thực thi làm việc để ngăn ngừa các sự cố mạng do một vài thiết bị có hiện tượng giảm hiệu suất thực thi trước khi chúng naìmg hoạt động hoàn toàn. Ví dụ, trong mạng quang, công suất phát của nguồn laser giảm dần trước khi mất hoàn toàn, vì thế việc giám sát sẽ cảnh báo cho nhân viên kỹ thuật thay thế thiết bị lỗi trước khi nó làm mạng ngừng hoạt động. Tương tự, một router có thể phát hiện ra luồng tín hiệu tới có ti lệ lỗi bit tăng, từ đó nó đánh dấu luồng tính hiệu đã có sự cố hoặc các kết nối dữ liệu đang giảm chất lượng.

Hệ thống trung tâm dữ liệu IPTV được tạo nên bời nhiều thành phần phức tạp và ngày càng nhiều dịch vụ hơn, vì thế các vấn đề về mạng phải được phát hiện và giải quyết nhanh hơn. Để tăng tối đa thời gian chạy hệ thống và đảm bảo các dịch vụ được phân phối tới khách hàng với chất lượng cao nhất, thì vấn đề giám sát và kiểm tra cần được sự tiến hành trên cơ sở hạ tầng mạng. Việc giám sát chặt chẽ mạng IPTV sẽ có một số lợi ích sau:

-Cho phép các nhà quản lý mạng nhận ra các kiểu lưu lượng mạng, từ đó cho biết sự đứt quãng hoặc sự giảm sút chất lượng hình ảnh sắp xày ra. Việc phát hiện ra các vấn đề đó sẽ ià rất cần thiết.

-Sửa chữa ngay lập tức sự đứt quãng mạng dù là nhò nhất.

-Mang đến cho nhóm kỹ thuật khả năng ước tính phạm vi sự cố mạng khi nó xuất hiện. Cấp độ nguy hiểm của sự cố sẽ ra lệnh cho các tài nguyên nào được sử dụng để xác định vị trí sự cố. Ví dụ, nếu sự cố giảm sút nhẹ trona chất lượng tín hiệu video thì chiến lược sửa chữa sự cố sế khác so với các lỗi của server VoD tại trung tâm dữ liệu IPTV.

Để đảm bảo các user IPTV xem được chất lượng cao, có thể tiến hành một số kiểm tra các thành phần mạng IPTV như sau:

-Thiết bị truy nhập: thường tiến hành kiểm tra các thành phần cứng và phần mềm đã được cài đặt gần nhất,để các user IPTV có thể được xem với chất lượng như mong đợi và tối ưu hóa việc phân phối các dịch vụ IPTV đa điểm và đơn điểm. Các nội dung tiến hành kiểm tra bao gồm:

+ Kiểm tra tốc độ dữ liệu di chuyển trong mạng thiết bị truy cập thuê bao.

+ Đánh giá các lỗi và các vấn đề thực thi xuất hiện do giao thức IP,các lớp đóng gói và vận chuyển video của mô hình thông tin IPTV.

-Mạng lõi IP:Thường tiến hành kiểm tra tất cả phần mềm và phần cứng được sử dụng để phân phối các dịch vụ IPTV. Các thông số cấu hình mạng có thể luôn thay đổi, khi đó ảnh hưởng tới các luồng IPTV được phân phối. vì thế các nhà quản lý mạng phải tiến hành kiểm tra định kỳ các cấp độ thực thi luồng thông tin khi có sự thay đổi xuất hiện trên mạng.các thay đổi có thể xuất phát từ việc mạng có thêm một switch hay có sự thay đổi firmware của các thiết bị.

-Thiết bị trung tâm dữ liệu IPTV: các thiết bị khác nhau được cài đặt tại trung tâm dữ liệu IPTV cần được kiểm tra đầy đủ để đảm bảo nó có khả năng phân phối nhiều dịch vụ IPTV tới số lượng lớn thiết bị IPTVCD một cách chắc chắn và hiệu suất cao. Kế hoạch kiểm tra cũng cần thực hiện thường xuyên trên nội dung cung cấp bởi các nhà cung cấp nội dung để đảm bảo đạt được các cấp độ chất lượng với thông số đã thỏa thuận.

-Thiết bị IPTVCD: kiểm tra các thiết bị IPTVCD để biết các thiết bị IPTVCD nào được sử dụng để cung cấp cho user truy cập các dịch vụ. các loại kiểm tra tiến hành trên thiết bị IPTVCD có thể thay đổi theo các kênh được yêu cầu bởi người xem, các kênh này được điều khiển từ xa, đó là các kênh thực tế nhận được để đảm bảo thời gian thay đổi khi số lượng thuê bao kết nối tới các sever IPTV lớn.

 Thực hiện đầy đủ chương trình kiểm tra toàn diện giúp cho các nhà cung cấp dịch vụ có thể tối ưu hóa mạng phân phối nội dung IPTV của họ.

2.4. Quản lý dự phòng

Dịch vụ IPTV có các yêu cầu về độ khả dụng và độ tin cậy. Để ngăn ngừa các hiện tượng làm đứt quãng việc cung cấp dịch vụ thì các thiết bị mạng và thiết bị trung tâm dữ liệu IPTV cần được hỗ trợ việc thay thế nhanh chóng các thiết bị gặp sự cố. Thời gian cần thiết để thay thế sẽ chỉ là vài ms để đảm bảo sự cố đó không ảnh hưởng tới dịch vụ. Các cấp độ dự phòng của phần cứng và phần mềm đôi khi được các nhà cung cấp dùng để giảm thiểu ảnh hưởng của việc đứt quãng dịch vụ lên các thuê bao IPTV.

Hình 2.4: Thiết kế mạng hỗ trợ dự phòng

Hình 2.4 miêu tả thiết kế mạng để hỗ trợ một cấp độ dự phòng được cải tiến tại trung tâm dữ liệu IPTV cũng như bản thân mạng. Mạng được miêu tả gồm một số đặc tính dự phòng sau:

-Cấu hình mạng ring đối xứng được sử dụng để truyền tải lưu lượng IPTV tại lõi mạng. Vì thế khi liên kết bị đứt tại bất kỳ chỗ nào trong mạng ring thì lưu lượng IPTV sẽ được định tuyến đi theo hướng ngược lại trong mạng ring.

-Các thành phần hạ tầng mạng được lắp đặt song song 2 thiết bị. Trong ví dụ này, VoD server, server streaming multicast IPTV và bộ mã hóa đều có 2 thiết bị.

-Router phân phối dự phòng cũng được lắp đặt để đảm báo router sẵn sàng truyền tải nếu như một trong hai thiết bị gặp sự cố.

-Mỗi bộ mã hóa có 2 cổng ra.

-Một số liên kết dự phòng cũng được sẵn sang giữa router phân phối và các router biên phục vụ số lượng user đầu cuối.

Các cấp độ dự phòng được xây dựng khi thiết kế mạng IPTV sẽ phụ thuộc vào loại dịch vụ IPTV được triển khai trên mạng. Ví dụ như việc phân phối nội dung chương trình trực tiếp phát quảng bá có yêu cầu về sự sẵn sàng thay thế vô cùng cao, trái lại dịch vụ VoD có mức yêu cầu rất thấp vì thuê bao có thể rewind đoạn bị mất khi mạng gặp sự cố. Độ tinh vi, cấp độ dự phòng và khả năng backup các tuyến thường là trách nhiệm của đội kỹ sư quản lý hạ tầng mạng.

Lịch bảo dưỡng các thành phần mạng khác nhau là một phương thức khác thường được sử dụng để tăng tối đa thời gian hoạt động của hạ tầng mạng. Các hệ thống bảo dưỡng tinh vi thường được các nhà cung cấp sử dụng để theo dõi các hoạt động bảo dưỡng hàng ngày và hàng tuần. Ngoài các hoạt động bảo dưỡng theo dõi, hệ thống này cũng được duy trì các chi tiết dự phòng sẵn sàng cho phép các nhà quản lý mạng IPTV phân tích và lên kế hoạch bảo dưỡng trong tương lai.

2.5. Quản lý không gian địa chỉ IP

Việc phân phối các địa chỉ IP sẽ luôn là vấn đề với các mạng được thiết kế để truyền tải dịch vụ. Ví dụ trong môi trường triple – play nó có thể cấu hình các IP subnet khác nhau cho mỗi dịch vụ voice, truy cập internet và IPTV. Nó cũng có khả năng thiết kết một lược đồ địa chỉ IP để hỗ trợ việc chia sẻ các thiết bị hạ tầng mạng như quản lý DSN, OSS và các DHCP server cho tất cả các dịch vụ. Một khi lượt đồ địa chỉ IP được cấu hình trên các thiết bị được chia sẻ, thì nó có thể chia IP subnet hoặc pool địa chỉ cho các tài nguyên mạng để phân phối dịch vụ triple – play. Ví dụ VoD server và IP – STP tại nhà thuê bao đều được cấu hình như là một phần của subnet dịch vụ IPTV. Việc phân phối địa chỉ IP trong mạng IPTV là trách nhiệm của DHCP server.

DHCP là chức năng được yêu cầu trong một số công ty mạng và các nhà cung cấp dịch vụ internet ISP ( internet Service Provider). Với DHCP,một máy tính chỉ sử dụng duy nhất một địa chỉ IP để truy cập internet. DHCP cũng có tác dụng khi ứng dụng trong mạng IPTV. Để sử dụng DHCP, mỗi thiết bị IPTVCD phải tìm DHCP server trong mạng bằng cách phát broadcast, một yêu cầu tới tất cả các thiết bị. Khi DHCP server nhận được yêu cầu, nó sẽ chọn một địa chỉ IP đang sẵn sàng được sử dụng và gửi trở lại thiết bị IPTVCD đã yêu cầu.

DHCP cung cấp cho các nhà quản lý mạng IPTV một số thuận lợi sau:

-Bằng việc sử dụng DHCP, tất cả các chi tiết cấu hình cần thiết cho IPTVCD được bố trí trước mà không cần user có biết về các chi tiết đó hay không.

-Không cần phải cấu hình cho mỗi thiết bị địa chỉ IP cố định.

-DHCP tập trung hóa việc quản lý địa chỉ IP

-Việc cài đặt DHCP server tự động phân phối các địa chỉ IP cho các thiết bị trên mạng IPTV thường không phức tạp.

-DHCP có thể định rõ một dãy địa chỉ IP sẵn sàng được dùng cho từng vùng riêng biệt.

-Có thể tích hợp DHCP và OSS để hỗ trợ việc cung cấp các dịch vụ IPTV mới.

2.6. Xử lý các sự cố IPTV

Các sự cố gặp phải của thuê bao IPTV với các dịch vụ thường được thông báo bằng cách gọi tới bộ phận dịch vụ khách hàng. Nếu các sự cố xuất hiện trên mạng thì nó trở thành quan trọng nên họ phải giải quyết nhanh. Để hỗ trợ nhân viên kỹ thuật và nhà quản lý thì cần tới khả năng xác định và xử lý các sự cố. Việc xử lý sự cố mạng IPTV tương tự như xử lý sự cố các ứng dụng trên nền IP khác. Trước hết, sự cố cần được cô lập và sẽ phụ thuộc vào bản chất và phạm vi của sự cố. Tiếp theo sẽ là sửa chữa sự cố, việc sửa chữa sự cố thường đạt được kết quả tốt bằng cách thay đổi cấu hình hoặc thay thế thành phần bị lỗi trên mạng. Hầu hết các lỗi trên các mạng IPTV rơi vào 5 vùng sau:

-Mạng: Các lỗi có thể xuất hiện trong các thành phần khác nhau của mạng. Nhân viên kỹ thuật IPTV thường sử dụng bộ “đánh hơi” (sniffer) để khảo sát dữ liệu đi qua mạng còn hoạt động. Bộ phân tích giao thức thường có một PC, một card mạng và một ứng dụng phân tích các sự cố trên mạng. Việc phân tích mạng trong thời gian thực giúp phát hiện và giải quyết các lỗi mạng và các sự cố nhanh hơn.

-Các server backend: Các phần mềm server đặc biệt thường được sử dụng để xử lý các sự cố xuất hiện trên server.

-Thiết bị IPTVCD: độ tin cậy cao là điều được mong đợi từ các thiết bị IPTVCD như bộ giải mã STB và các thiết bị gateway. Vì thế các nhà cung cấp dịch vụ IPTV đã phát triển các hệ thống tinh vi để tập hợp các bản tin lỗi từ thiết bị IPTVCD và đã sử dụng thông tin đó để xử lý các sự cố có thể xuất hiện trên dịch vụ IPTV. Thông tin này thường được lưu trữ trong các ứng dụng quản lý thiết bị trong nhà khách hàng, và sẽ được sử dụng bởi nhân viên kỹ thuật IPTV để nhận biết nguyên nhân chính của sự cố tác động tới dịch vụ cho các thuê bao riêng lẻ. Các sự cố thông thường bao gồm các vấn đề về bộ nhớ đệm, các trục trặc về phần cứng và lỗi phần mềm. Khi vùng sự cố đã được nhận biết, giai đoạn tiếp theo là giải quyết sự cố, có thể bao gồm các hành động sau:

+Thay đổi cấu hình đã cài cho thiết bị IPTVCD.

+Thông báo qua điện thoại các sự cố xảy ra cho người sử dụng và cung cấp các lệnh để giải quyết sự cố. Cũng có thể sử dụng e-mail để bổ sung thông tin về các lệnh.

+Khi các sự cố không giải quyết được qua điện thoại thì nhân viên kỹ thuật bắt buộc phải tới nhà khách hàng.

+Và cuối cùng không giải quyết sự cố bằng các hành động trên ta đành phải thay thế thiết bị mới.

Chú ý việc xử lý sự cố nội bộ và việc tìm thấy rồi loại bỏ chúng thường hoàn thành theo từng đơn vị giao diện vật lý.

-Mạng trong nhà khách hàng: Các sự cố như đường đi dây trong nhà bị hỏng, cáp kém chất lượng, virus, cài đặt địa chỉ IP không đúng và driver không phù hợp, tất cả đều có thể tác động tới dịch vụ IPTV. Hệ thống quản lý từ xa kết hợp với điện thoại hoặc e- mail hỗ trợ thường được sử dụng để xử lý các sự cố hiện trên mạng trong nhà khách hàng.

-Nhà cung cấp nội dung bên ngoài: Việc tiếp nhận nội dung là những video được mã hóa kém chất lượng tạo nên các sự cố về truyền dẫn. Khi sự cố đã được nhận biết nhà cung cấp thứ 3 này cần được thông báo và xử lý sự cố.

Để xử lý các sự cố riêng biệt, yếu tố chính là các tiến trình xử lý và các thủ tục của nhà cung cấp dịch vụ IPTV khi phát hiện sự cố và có phương án xử lý.

2.7. Quản lý quyền nội dung số

Quản lý quyền nội dung số DRM (Digital Right Management) là một tập hợp các định nghĩa về các cơ chế được sử dụng để điều khiển truy cập nội dung thông qua việc mã hóa hoặc các phương pháp khác. DRM luôn luôn là một yêu cầu để sử dụng trong việc cung cấp nội dung video thời gian gần đây trên hệ thống phân phối IPTV cũng như hệ thống truyền hình cáp và truyền hình vệ tinh. Các nhà sản xuất nội dung rất lo ngại trong việc cung cấp nội dung tới nhà phân phối không có hệ thống DRM hiệu quả, do có khả năng nội dung có thể được sử dụng để tạo các bản coppy khác, sau đó bán lại một cách trái phép. Việc kiểm soát này cần được mở rộng từ nhà phân phối tới các thiết bị mà người xem có thể xem lại nội dung, ví dụ như: STB hoặc PC.

Các chính sách DRM có thể rất chặt chẽ hoặc cũng có thể rất buông lỏng. Quyền sở hữu nội dung xác định các chính sách để kiểm soát. Một khi các chính sách này được xác định, trách nhiệm của hệ thống DRM là làm cho các chính sách này có hiệu lực. Trên hình 2.5 là mô hình khối đơn giản của hệ thống DRM.

Hình 2.5: Mô hình khối hệ thống DRM đơn giản

Trong hệ thống DRM thực tế của hệ thống VoD, quyền sở hữu nội dung có hai nhiệm vụ. Đầu tiên, nội dung phải được phân phối tới một server đảm bảo, ở đó nội dung có thể được truy cập dựa trên các yêu cầu của người xem. Thứ hai, các qui định cho người xem phải được định rõ. Ví dụ, người xem trả một kinh phí chỉ có thể xem nội dung của một luồng, ngược lại thì có một số người có thể download nội dung và chắc chắn người xem đã trả tiền cho nội dung mà họ yêu cầu. Chú ý rằng, DRM cũng có thể được sử dụng cho nội dung miễn phí, để bảo vệ nội dung trách việc sao chép và bán lại không được xác thực.

Người xem được xác thực cần được cung cấp các key để mở khóa nội dung. DRM làm các chính sách về quyền user có hiệu lực thông qua việc kiểm soát truy cập các key này. Một chức năng khác của hệ thống DRM là cung cấp dữ liệu sử dụng cho việc tạo hóa đơn khách hàng.Trong hầu hết các trường hợp, dữ liệu hóa đơn từ hệ thống DRM cần được nhập vào hệ thống tạo hóa đơn của nhà cung cấp dịch vụ IPTV, phục vụ cho việc tạo hóa đơn hàng tháng cho mỗi thuê bao.

2.8. Quản lý chất lượng dịch vụ QoS

Chất lượng dịch vụ QoS là một điều khoản thường được sử dụng đễ diễn giải toàn bộ các thông tin số thích hợp của mạng cho từng thuê bao riêng biệt. Một số nhân tố có thể ảnh hưởng tới chất lượng QoS của mạng bao gồm độ trễ, jitter, băng thông, tỷ lệ mất gói và độ khả dụng của mạng. Trong môi trường IPTV, các nhân tố QoS quyết định chất lượng luồng nội dung được phân phối cho thuê bao. Vì thế các nhà quản lý mạng IPTV cần có những phương thức để kiểm soát các nhân tố trên. Trong phần này sẽ tìm hiểu về tính khả dụng của mạng, sau đó là các lớp của dịch vụ mà thực chất là đưa ra các dạng dữ liệu khác nhau của các cấp độ QoS. Và cuối cùng là một số mục thường có trong các cam kết cấp độ dịch vụ SLA cho các dịch vụ mạng.

2.8.1. Độ khả dụng của mạng

Độ khả dụng của mạng là một đơn vị đo thời gian mạng sẵn sàng được sử dụng bởi khách hàng.

Một mạng được gọi là không khả dụng khi nó không thể sử dụng cho các lưu lượng khách hàng, do mạng mất các kết nối hoàn toàn hoặc tỷ lệ lỗi cao quá mức. Các kết nối mạng mất hoàn toàn xuất hiện khi các kết nối không có đủ khả năng hoạt động, đó là khi cáp quang bị đứt hoặc bị mất nguồn tại một thiết bị nào đó. Một tỷ lệ lỗi cao quá mức thường được định nghĩa là tỷ lệ lỗi 10-3, nghĩa là có 1 bit lỗi trong 1000 bit được phát đi, nó cũng có thể dẫn đến một lỗi trong mọi gói.

Trong thực tế, độ khả dụng của mạng được đo bằng tỷ lệ phần trăm của tổng số thời gian mạng sẵn sàng được sử dụng trên tổng số thời gian đo đạc. Ví dụ, một nhà cung cấp cam kết tỷ lệ khả dụng của mạng là 99,99%, hay thời gian dịch vụ không khả dụng là 52 phút trong một năm. Tuy nhiên, xét cho cùng khoảng thời gian mạng không khả dụng có thể không được tính, vì thực chất thời gian đó không vi phạm cam kết cấp độ dịch vụ SLA.

2.8.2. Phân lớp dịch vụ

Phân lớp dịch vụ được sử dụng để đưa ra các dạng dữ liệu của các cấp độ dịch vụ khác truy cập tài nguyên mạng. Các nhà quản trị mạng IPTV có thể ấn định các lớp dịch vụ khác nhau vào các loại ứng dụng khác nhua, tùy thuộc vào cấp độ thực thi cần thiết. Ví dụ, các bản ghi cần để điều khiển hoặc bảo dưỡng mạng có cấp độ QoS rất cao, bởi vì nếu các gói tin này bị khóa, toàn bộ mạng có thể không ổn định hoặc thực thi lỗi. Tương tự, các gói dữ liệu chứa email có thể được ấn định là lớp dịch vụ thấp, do độ trễ trong truyền dẫn này thường không ảnh hưởng tới giá trị của các bản tin mail. Ở giữa 2 cấp độ QoS trên là các lớp dịch vụ sử dụng cho các ứng dụng thời gian thực, ví dụ như truy vấn cơ sở dữ liệu, các cuộc gọi Voip, luồng video và audio.

Như chúng ta đã biết, trong môi trường IPTV sẽ có thứ tự các luồng video phân phối cho thuê bao, và dữ liệu video cần tới đích một cách “ mượt mà”, liên tiếp. Trên mạng truyền dẫn có nhiều loại lưu lượng, do đó để đạt được mục đích trên, một phương thức được sử dụng là ấn định phân lớp dịch vụ cho lưu lượng video. Khi đó, nó ra lệnh cho router hoặc thiết bị mạng khác đưa ra quyền ưu tiên cho các gói tin này.

Hình 2.6 trình bày ba hàng đợi quyền ưu tiên khác nhau, chúng ta sẽ gọi ba quyền ưu tiên lần lượt là cao, trung bịnh, và thấp. Các hàng đợi này hoạt động như sau: các gói tin mới đi vào phía sau của hàng đợi và đợi cho tới khi chúng tiến lên phía đầu của hàng đợi trước khi được phát đi. Trong trường hợp này, tất cả hàng đợi đang đua tranh, nhưng chỉ có một đầu ra đơn, vì thế cần phải ấn định các qui luật hoạt động:

1.Tại mỗi thời điểm đầu ra sẵn sàng được sử dụng, một gói tin được chọn từ một trong ba hàng. Nếu không có gói tin nào sẵn sàng trong các hàng đó thì gói tin rỗng (null) sẽ được gửi.

2.Nếu một gói tin sẵn sàng trong hàng có quyền ưu tiên cao thì nó được gửi ngay lập tức.

3.Nếu không có gói tin sẵn sàng trong hàng có quyền ưu tiên cao và một gói tin sẵn sàng nằm trong một trong hai tháng còn lại (không đồng thời trong hai tháng) thì gói tin đó sẽ được gửi.

4.Nếu không có gói tin nào sẵn sàng trong hàng có quyền ưu tiên và các gói tin sẵn sàng đều nằm trong cả hai hàng còn lại, thì các gói tin đó sẽ được gửi theo tỷ lệ 3 gói tin hàng có quyền ưu tiên trung bình với 1 gói trong hàng có quyền ưu tiên thấp.

Qua ví dụ này chúng ta có thể thấy tại sao mạng có thể không gửi luồng video lớn hoặc các gói tin sử dụng hàng có quyền ưu tiên cao vì nó sẽ rất khó cho các gói tin khác muốn đi qua. Việc gửi video với quyền ưu tiên thấp cũng không thích hợp vì sẽ có các gói thông tin sẽ được hiển thị trong khi các gói tin khác đang được xử lý. Quyền ưu tiên trung bình có thể là lựa chọn cho video, và hầu hết lưu lượng ho nonvideo được tạo quyền ưu tiên thấp. Các gói tin có quyền ưu tiên thấp có thể trì hoãn, được gửi bởi các router khác nhau, trong trường hợp xấu nhất khi mạng bị nghẽn ở cấp độ cao nhất, bị xóa do không được phân phối. Việc các gói tin bị xóa cũng có thể xuất hiện nếu router sử dụng “loại bỏ ngẫu nhiên” để giữ các hàng khi bị tràn.

Hình 2.6: Ví dụ sử dụng ba hàng đợi có quyền ưu tiên

2.8.3. Các cam kết cấp độ dịch vụ

Các cam kết cấp độ dịch vụ SLA (Service - Level Agreenment) là hợp đồng giữa những nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng về các chi tiết chất lượng dịch vụ được cung cấp. SLA có thể bao gồm các đặc tính và chứa năng của một số loại dịch vụ từ thoại cho tới VoD. SLA được đơn giản hóa bằng một bảng kê khai các cam kết, bảng kê khai này ghi rõ giá trị chi tiết các dịch vụ viễn thông phải đưa ra. Các dịch vụ trong bảng kê khai phải được đưa ra cho tất cả khách hàng. Bảng kê khai đôi khi còn bao gồm cả các cấp độ dịch vụ mà nhà cung cấp đưa ra. Một số định nghĩa trong bảng kê khai SLA như sau:

-Độ khả dụng (%): tỷ lệ thời gian dịch vụ sẵn sàng để sử dụng, tỷ lệ này trong SLA thường là 99,99% hoặc cao hơn.

-Tỷ lệ phân phối gói (%): tỷ lệ gói được phân phối tới đích trên tổng số gói gửi đi. Chú ý, tỷ lệ này có thể được đo trung bình hàng tháng và dựa trên dữ liệu mẫu, không dựa trên tổng số gói được gửi đi. Trong SLA, tỷ lệ này là 99,99% hoặc cao hơn.

-Tỷ lệ mất gói (%): ngược lại với tỷ lệ phân phối gói, đấy là số gói bị mất trên tổng số gói gửi đi. Trong SLA tỷ lệ này là 1% hoặc nhỏ hơn.

-Độ trễ mạng (ms): đây là chỉ số tổng số thời giant rung bình các gói dữ liệu bị giữ khi truyền qua mạng của nhà cung cấp; và nó có thể không bao gồm thời gian cần thiết để dữ liệu đi vòa hoặc rời khỏi mạng. Và cũng cần chú ý rằng, phép đo này có thể dựa trên các dữ liệu mẫu và tính trung bình hàng tuần hoặc hàng tháng.

-Độ trễ jitter (ms): đây là chỉ số không có khả năng xuất hiện trong hầu hết các SLA. Đây là tham số chỉ thực sụ quan trọng cho các ứng dụng nhằm tạo luồng video và VoIP.

-Thời gian đáp ứng dịch vụ (giờ): đây là tổng số thời gian lớn nhất từ khi sự cố mạng được thông báo cho tới khi nhà cung cấp đã sẵn sàng để bắt đầu sửa chữa sự cố. Thời gian này có thể thay đổi phụ thuộc vào thời điểm trong ngày và có thể bao gồm thời gian truyền dẫn từ phía nhà cung cấp tới vị trí của khách hàng.

Đối với các dịch vụ video, các tỷ lệ mất goisd là chủ yếu. Khi tỷ lệ mất gói khoảng 1%, video trở nên rất khó để phân phối một cách mượt mà. Độ trễ mạng cũng có thể được xem xét, nhưng nó thường xuất hiện trong video tương tác. Độ trễ fitter sẽ ảnh hưởng tới tất cả video và sẽ được kiểm soát một cách chặt chẽ.

TÓM TẮT

Khách hàng mong chờ và yêu cầu chất lượng dịch vụ phải tốt từ nhà cung cấp IPTV. Đây là thách thức đối với các nhà khai thác mạng IPTV, vì thế họ sử dụng một số các tiến trình quản lý mạng để quản lý các thành phần phức tạp trên hệ thống IPTV end – to –end. Tóm tắt một số chức năng chính được yêu cầu để quản lý hạ tầng mạng IPTV end – t0 – end. Tóm tắt một số chức năng chính được yêu cầu để quản lý hạ tầng mạng IPTV end – to – end như sau: 

-Hệ thống quản lý mạng IPTV NMS: hoạt động của mạng IPTV end – to – end thường được quản lý bởi NMS. NMS cho phép nhà quản lý mạng IPTV giám sát quá trình thực thi của các bộ phận hạ tầng mạng và nhận dạng một số sự cố có thể ảnh hưởng đến việc phân phối các dịch vụ IPTV tới người sử dụng.

-Quản lý các cài đặt: việc cung cấp cho những thuê bao mới và cung cấp lại các dịch vụ là một trong những công việc hàng ngày của nhà quản lý mạng IPTV. Ngoài công việc với các thuê bao mới, các nhà cung cấp IPTV cũng phải yêu cầu các thủ tục và các tiến trình để giải quyết các sự cố và các két cuối của dịch vụ.

-Giám sát và kiểm tra mạng: việc giám sát mạng cho phép các nhà quản lý IPTV nhận dạng và xử lý các sự cố trước khi nó gây ra lỗi trên mạng. Một công việc kiểm tra và đo đạc hệ thống thường được các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng để “ kiểm tra sức khỏe” của hạ tầng mạng.

-Quản lý dự phòng: quản lý các hệ thống backup và các thành phần dự phòng là một phần trong việc kiểm soát hoạt động của mạng phân phối các dịch vụ IPTV tới user.

-Quản lý không gian địa chỉ IP: việc gán các địa chỉ IP là một phần trong việc triển khai và chạy hạ tầng mạng IPTV. Tất cả các thiết bị được kết nối với hạ tầng mạng yêu cầu một địa chỉ IP để truy nhập các dịch vụ IPTV. DHCP server thường cung cấp các địa chỉ này.

-Xử lý các sự cố IPTV: mặc dù việc cài đặt phần cứng và phần mềm cho các thành phần mạng đã được thực hiện theo đúng thiết kế nhưng các sự cố vẫn xuất hiện. Một phần trách nhiệm của nhân viên kỹ thuật là xử lý các sự cố khi nó xảy ra.

-Quản lý quyền nội dung số: các nhà sản xuất nội dung khi cung cấp nội dung cho các nhà khai thác mạng IPTV, ho yêu cầu bản quyền nội dung không bị xâm phạm. Vì thế các nhà cung cấp dịch vụ IPTV sẽ triển khai hệ thống quản lý quyền nội dung số DRM.

-Quản lý các yêu cầu QoS IPTV: do hầu hết các dịch vụ IPTV trong thực tế hoạt động trên mạng băng rộng IP riêng nên nó có khả năng thực hiện đầy đủ các chính sách QoS khi phân phối nội dung video tới thuê bao trả tiền. Việc thực hiện đầy đủ các chính sách QoS cơ bản nghĩa là lưu lượng IPTV có quyền ưu tiên cao hơn các lưu lượng trên nền IP khác. 

Để có một hệ thống IPTV hoạt động tốt thì vấn đề quản lý phải được đặt lên hàng đầu. Việc quản lý bao gồm rất nhiều công việc phức tạp, các công việc quản lý ở trên chỉ là các công việc cơ bản trong hệ thống quản lý mạng IPTV mà thôi.

CHƯƠNG III: CÁC CÔNG NGHỆ PHÂN PHỐI IPTV

Dường như IPTV đang dần trở thành phương thức tốt nhất và phổ biến nhất để cung cấp các dịch vụ TV số đến cho khách hàng. Đặc trưng riêng của IPTV là yêu cầu phải có một mạng phân phối tốc độ cao làm nên móng, để phân phối nội dung dựa trên IP. Mục đích của mạng này là di chuyển các bít dữ liệu qua lại giữa thiết bị IPTV của khách hàng và trung tâm dữ liệu của người cung cấp dịch vụ IPTV. Việc cần thiết khi làm việc này là không làm ảnh hưởng đến chất lượng cảu các đoạn video cung cấp cho thuê bao IPTV, và điều này lại phụ thuộc vào tong nhà cung cấp IPTV, do việc hỗ trợ các dịch vụ IPTV được quyết định tùy theo kiểu và mức độ phức tạp của mạng cung cấp dịch vụ. Một cấu trúc mạng IPTV gồm 2 phần: mạng phân phối băng rộng và mạng trung tâm (hay mạng lõi). Có rất nhiều loại mạng phân phối bao gồm: các hệ thống cáp, mạng điện thoại cáp đồng, mạng cáp quang, mạng không dây, mạng Internet…có thể được sử dụng cho việc cung cấp các dịch vụ của mạng IPTV. Việc cung cấp truyền hình trên tất cả các loại mạng khác nhau này sẽ kèm theo là các thử thách khó khăn. Nội dung chính của chương này là tập trung miêu tả các đặc diểm chính của các dạng công nghệ. Một trong những khó khăn ban đầu mà các nhà cung cấp dịch vụ IPTV phải đối mặt đó là việc cung cấp đủ dung lượng băng thông cho phần mạng nối giữa mạng lõi và đầu cuối người sử dụng. Hiện nay, có các loại mạng truy nhập băng rộng khác nhau có thể đáp ứng nhu cầu băng thông của IPTV: 

Mạng DSL

Mạng cáp quang 

Mạng kết nối băng rộng cố định không day WiMAX

Mạng cáp TV thế hệ mới

Mạng Internet

3.1. IPTV phân phối trên mạng ADSL

Trong một vài năm gần đây có một số lớn các công ty viễn thông trên khắp thế giới tuyên bố tham gia vào thị trường IPTV. Sự tham gia của các công ty viễn thông vào thị trường tiềm năng này, dẫn đến kết quả là các nahf cung cấp truyền hình cáp và mạng băng rộng đưa ra các dịch vụ thoại và truy nhập Internet để cạnh tranh. Đáp lại, các công ty viễn thông đang nắm giữ thuận lợi là hạ tầng mạng DSL bắt đầu đưa ra các dịch vụ truyền hình thế hệ tiếp theo cho thuê bao của họ. Chú ý rằng DSL là công nghệ cho phép các nhà cung cấp viễn thông phân phối các dịch vụ băng thông lớn trên sợi dây cáp đồng đang dùng chỉ để truyền thoại. Nó là biến đổi hạ tầng mạng cáp điện thoại đang tồn tại giữa tổng đài nội hạt và điện thoại nhà khách hàng thành đường dây số tốc độ cao. Đây là khả năng cho phép các công ty điện thoại sử dụng mạng đang có của họ để cung cấp các dịch vụ dữ liệu Internet tốc độ cao cho thuê bao.

Băng thông là một vấn đề quan trọng trong việc phân phối các dịch vụ IPTV thế hệ mới. Một số mạng băng rộng dựa trên DSL hiện có được kế thừa từ các chuẩn DSL, nó không chỉ đơn giản là có khả năng hỗ trợ các dịch vụ Video tốc độ cao. Hầu hết các mạng đó bị hạn chế trong việc phân phối luồng dữ liệu IP tới mỗi hộ gia đình. Trong một số trường hợp, nó không thể gửi tín hiệu truyền hình chất lượng chuẩn lên mạng truy cập DSL. Việc tăng quá trình thực thi được yêu cầu cho IPTV có thể đạt được bằng cách triển khai các công nghệ DSL như ADSL, ADSL2+ và VDSL. Tổng quan về các công nghệ và cách thức hoạt động được tìm hiểu trong các phần sau.

3.1.1. ADSL

Đường dây thuê bao kỹ thuật số bất đối xứng ADSL là kỹ thuật trong họ xDSL được sử dụng rộng dãi nhất hiện nay trên các mạng viễn thông thế giới. ADSL là công nghệ kết nối điểm – điểm, nó cho phép cac nhà cung cấp viễn thông phân phối các dịch vụ băng thông rộng trên đường dây cáp đồng điện thoại đang tồn tại. Nó được gọi là bất đối xứng vì tốc độ download cao hơn tốc độ upload, hay nói các h khác là thông tin được truyền từ trung tâm dữ liệu tới thiết vụ IPTVCD nhanh hơn thông tin được truyền từ IPTVCD đến trung tâm dữ liệu.

Hình 3.1 miêu tả phân bố tần số ADSL:

Bằng việc sử dụng các kỹ thuật đặc trưng, ADSL cho phép tốc độ luồng xuống là 8Mbps và tôc độ luồng lên là 1,5Mbps. Bởi vậy, một kết nối ADSL chỉ đủ cho đồng thời 2 kênh truyền hình quảng bá theo chuẩn MPEG-2 và một kết nối Internet tốc độ cao. Trở ngại chính của ADSL dó là dịch vụ sẽ không đảm bảo khi khoảng cách với trung tâm cung cấp dịch vụ (CO: central office) tăng lên. ADSL là một công nghệ nhạy cảm với khoảng cách nên những khách hàng ở gần trung tâm dữ liệu chính sẽ nhận được dịch vụ chất lượng tốt hơn so với những khách hàng ở xa. Một dịch vụ ADSL cơ bản sẽ bị hạn chế với khoảng cách tới nhà thuê bao là 5.400m tính từ tổng đài điện thoại gần nhất hoặc các trụ sở địa phương. 

Các đường dây điện thoại ban đầu là được thiết kế để hỗ trợ truyền các lưu lượng thợi tần số thấp. Các lưu lượng được truyền trên dây điện thoại tại tần số cao thương bị bóp méo và xuyên nhiễu. Việc chia nhỏ băng tần của dây điện thoại giúp làm giảm xuyên nhiễu và tốc độ dữ liệu tăng lên.

Các thiết bị ADSL cung cấp một kết nối kỹ thuật số trên mạng PSTN, tuy nhiên tín hiệu truyền hình là tính hiệu tương tụ. Các mạch ADSL phải sử dụng tín hiệu tương tự vì mạng mạch mạng nội hạt (local loop) không vó khả năng truyền các tín hiệu mã hóa dạng số. Vì thế, một modem tại trung tâm dữ liệu IPTV chịu trách nhiêm chuyển đổi dữ liệu số thành các tín hiệu tương tự để có thể truyền đi được. Tương tự, tại nhà khách hàng cũng có một modem chịu trách nhiệm chuyển đổi các tín hiệu tương tự thành các tín hiệu số ban đầu trước khi đivào thiết bị IPTVCD.

Các thiết bị được sử dụng để triển khai dịch vụ IPTV trên mạng ADSL như hình 3.2 bao gồm:

-Modem ADSL: tại nhà thuê bao có một bộ thu phát ADSL hoặc modem. Modem thường được kết nối bằng cổng USB hoặc giao tiếp Ethernet từ mạng gia đình hoặc từ PC tới đường line DSL. Đa số modem hiện nay đều được tích hợp chức năng định tuyến để hỗ trợ các dịch vụ dữ liệu và truy nhập Internet tốc đọ cao.

-Bộ lọc POTS: người sử dụng được kết nối Internet bằng kết nối băng thông rộng ADSL sẽ sử dụng một thiết bị gọi là bộ lọc POTS để lọc tín hiệu dữ liệu từ các tín hiệu thoại. Bộ lọc sẽ lọc tín hiệu tới thành tín hiệu tần số thấp đưa tới điện thoại và tín hiệu tần số cao đưa tới mạng gia đình.

DSLAM – Digital Subscriber Line Access Multiplexer : bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số. Tại mỗi tổng đài khu vực (Regional Office) của nhà cung cấp dịch vụ IPTV, DSLAM nhận các kết nối của thuê bao trên đường dây cáp đồng, tập hợp chúng lại và kết nối trở lại trung tâm dữ liệu IPTV bằng cáp quang tốc độ cao dựa trên mạng đường trục. Để triển khai IPTV, DSLAM thường hỗ trợ truyền dẫn đa điểm (multicast) vì thế không cần chịu trách nhiệm trong việc phân phối nội dung IPTV từ tổng đài khu vực tới các thuê bao IPTV/ DSLAM có 2 loại là DSLAM lớp 2 và DSLAM IP- aware.

Hình 3.2. IPTV trên cấu trúc mạng ADSL

DSLAM lớp 2: hoạt động tại lớp 2 trong mô hình OSI và thực hiện chức năng như chuyển mạch lưu lượng giwuax Ethernet và ATM, chuyển tiếp các lưu lượng mạng ngược dòng (up- stream) và ngăn ngừa can nhiễu giữa các thêu bao IPTV. Việc chuyển mạch giữa các mạch ảo ATM và các gói Ethernet ngược dòng được thực hiện dễ dàng bằng cách sử dụng cơ chế bắc cầu.

DSLAM IP-aware: hố trợ các giao thức IP hoạt động tại lớp 3 trong mô hình OSI. Các chứ năng tiên tiến được tích hợp trong các DSLAM nhận biết IP là tái tạo kênh truyền hình quảng bá và kênh thực hiện theo lệnh.

Công nghệ ADSL là một ý tưởng cho các dịch vụ tương tác lẫn nahu, tuy nhiên, đó không phải là giải pháp tốt nhất để phân phối nội dung IPTV do các nguyên nhân sau:

-Tốc độ dữ liệu: tốc độ tối đa của ADSL là 8Mbps chỉ hỗ trợ sử dụng tốt cho hai kênh truyền hình chất lượng cao và một số lưu lượng Internet, tuy nhiên, nó không thể đáp ứng được cho các nhà cung cấp IPTV khi phân phối các chương trình lớn tới thuê bao.

-Tính tương tác: vì công nghệ ADSL tốc độ download cao hơn tốc độ upload, do vậy nó hạn chế trong việc cung cấp các dịch vị ngang hàng (peer-to-peer) yêu cầu băng thông download và upload bằng nhau.

Cũng vì thế, các nhà cung cấp dịch vụ mạng đã bắt đầu triển khai các công nghệ ADSL tiên tiến để khắc phục các hạn chế, và ADSL2 là một trong các công nghệ đó.

3.1.2. ADSL2

Các chuẩn của họ ADSL2 được đưa ra để đáp ứng các nhu cầu về băng thông, hỗ trợ cho các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn như IPTV. Có 3 loại khác nhau của họ ADSL2:

-ADSL2: là phiên bản đầu tiên cảu ADSL2 được phê chuẩn bởi ITU vào năm 2003. ADSL2 bao gồm một số cải tiến so với chuẩn ADSL gốc là đặt tên khác, tốc độ download cao hơn và khoảng cách từ tổng đài trung tâm tới modem của thuê bao cho phép xa hơn.

-ADSL2+ : được chuẩn hóa sau ADSL2. Đây là chuẩn được xay dựng trên ADSL2 và cho phép các nhà cung cấp dịch vụ mạng đưa ra các tốc độ lên tới 20Mbps và hoạt động tốt trong khoảng 1,5km tính từ tổng đài trung tâm tới modem nhà thuê bao.

-ADSL (Reach) : công nghệ phát triển ADSL2 để vượt lên khoảng cách 1,5km tính từ tổng đài trung tâm tới nhà thuê bao được gọi là ADSL mở rộng hay viết tắt là RE-ADSL2 (ADSL Reach). RE-ADSL cho phép nhà cung cấp dịch vụ IPTV tăng khoảng cách lên tới 6km tính từ tổng đài trung tâm gần nhất tới nhà thuê bao. Nó là công nghệ tốt nhất thực thi được trong giới hạn về khoảng cách tốc độ trên các sợi cáp đồng.

3.1.3. VDSL

Đường dây thuê bao số tốc độ cao VDSL (Very high speed digital subscriber line) dựa trên những nguyên lý cơ bản như công nghệ ADSL2+. Nó là công nghệ DSL mới nhất và phức tạp nhất thời điểm này, và nó đã đượ phát triển để khắc phục các khuyết điểm của các phiên bản công nghệ truy cập ADSL trước đây. Nó loại trừ được hiện tượng “thắt ổ chai” và hỗ trợ khả năng tốc độ rất lớn cho phép các nhà cung cấp dịch vụ đủ điều kiện để đưa ra cho các thuê bao IPTV rất nhiều dịch vụ cũng được thiết kế để hỗ trợ các truyền dẫn của chuyển mạch ATM và lưu lượng IP trên cáp đồng, điều đó rất có lợi cho các nhà cung cấp khi họ muốn kế thừa các mạng ATM trên hạ tầng mạng IP. Một số thành viên trong họ gia đình VDSL như sau:

-VDSL1: đây là công nghệ được thông qua năm 2004. Nó hoạt động tại tốc độ giới hạn cao hơn 55Mbps cho kênh hướng xuống và 15Mbps cho kênh hướng lên. Tuy nhiên nó chỉ hoạt động được trong khoảng cách ngắn.

-VDSL2: là một cải tiến từ VDSL1 và được định nghĩa trong kiến nghị G.993.2 của ITU-T. Nó có thể được chia nhỏ thành VDSL2 (Long Reach) và VDSL2 (Short Reach).

-VDSL (Long Reach): do thực tế DSL phụ thuộc vào chiều dài của vòng nội hạt (local loop), một phiên bản VDSL được tạo ra để phân phối các dịch vụ IPTV cho số lượng lớn khách hàng, trong khi vẫn được hưởng khả năng truy nhập băng rộng tốc độ cao. VDSL với các cải tiến về khoảng cách có thể cung caaos cho các thuê bao IPTV tốc độ truy nhập băng rộng là 30Mbps cách tổng đài trung tâm từ 1,2- 1,5km.

-VDSL2 (Short Reach): dựa trên điều chế DMT, công nghệ này sử dụng 4096 tone, chia ra thành các băng tần 4 KHz và 8 KHz. Chuẩn VDSL2 sử dụng kỹ thuật ghép kênh cho phép nó hoạt động ở tốc độ cao gấp 12 lần so với chuẩn ADSL, tốc độ đó là 100 Mbps cho kênh hướng xuống trong khoảng cách 350m. Mặc dù tốc độ kênh hướng lên không đạt được tóc độ 100Mbps, nhưng các tốc độ đó đã vượt trội hơn so với các tốc độ kênh hướng lên của ADSL2+. Các cấp độ thực thi đạt được với giả thiết là không có can nhiễu trên sợi cáp đồng và chất lượng của cáp là tốt nhất. Khả năng để cung cấp cho thuê bao IPTV tốc độ 100Mbps để truy cập dịch vụ cho phép nhà khai thác bắt đầu đưa ra các dịch vụ tương tác tiên tiến khác cho khách hàng của họ.

Các đặc tính của VDSL2 như cải tiến chất lượng dịch vụ QoS và cải tiến kỹ thuật mã hoá tất cả đều thích hợp để phân phối các ứng dụng triple-play. Lợi ích quyết định giúp củng cố vị trí vững chắc của VDSL trong công nghệ DSL là tính tương thích ngược và khả năng phối hợp với các phiên bản trước của mạng ADSL. Điều này cho phép các nhà cung cấp IPTV giải quyết ổn thỏa và có hiệu quả trong việc phát triển các mạng thế hệ mới dựa trên nền VDSL.

Có hai phương thức chính được các nhà cung cấp IPTV sử dụng để tích hợp VDSL2 vào hạ tầng mạng đang có của họ. Phương thức tứ nhất là thêm các thiết bị VDSL2 mới tại các tổng đài khu vực và cho phép DSLAM chạy song song với hệ thống DSLAM ADSL đang có. Phương thức thứ hai là đặt thiết bị VDSL2 gần thuê bao IPTV. Bảng 3.1 so sánh đặc tính của các công nghệ DSL được sử dụng để truyền tải tín hiệu IPTV.

Điểm tích cực của DSL cho các hệ thống IPTV trong thực tế là nó lợi dụng mạng dây dẫn đang tồn tại trên thế giới hiện nay. Điểm tiêu cực là tất cả các mạng DSL đều phải cân bằng giữa khoảng cách và dung lượng băng thông, tức là tốc độ DSL sẽ giảm nếu khoảng cách từ thuê bao tới tổng đài trung tâm tăng lên.

Bảng 3.1. So sánh các công nghệ DSL

3.2. IPTV phân phối trên mạng cáp quang

Nhu cầu ngày càng tăng đối với băng thông cùng với giảm giá thành hoạt động và loại trừ nhiễu điện từ là các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phân phối của mạng truy nhập dựa trên cáp quang. Các mạng dùng cáp quang đã và đang được rất nhiều nhà khai thác dịch vụ (MSOs) dùng để xây dựng mạng trong hàng chục năm qua. Do gần đấy giá thành phân phối và thiết bị ngày càng giảm, nên trong vài năm gần đây việc quan tâm sử dụng các  mạng cáp quang cho việc cung cấp các dịch vụ dựa trên IP dạng như IPTV tăng đột ngột. Thêm vào đó việc cung cấp các đường kết nối quang riêng rẽ đến tận khách hàng sẽ rất thích hợp cho việc cung cấp các nội dung IPTV. Các công nghệ quang và khả năng mở rộng băng thông lớn hơn gần đây đang mang lại cho người dùng có thể sử dụng thêm một trong các cấu trúc mạng dưới đây:

Fiber to the regional office (FTTRO) : Trong mạng này thì cáp quang được lắp đặt từ trung tâm dữ liệu IPTV đến các khu vực gần nhất của các công ty cáp hoặc viễn thông. Sau đó dây cáp đồng đang có sẽ được dùng để mang tín hiệu IPTV từ các công ty này đến người sử dụng IPTV cuối cùng.

 Fiber to the Neighborhood (FTTN): Trong mạng này cáp quang được kéo đến các node, FTTN thực hiện lắp đặt cáp quang từ trung tâm dữ liệu IPTV đến các bộ chia lân cận. Những node này nhìn chung phải đặt cách nhà thuê bao ít hơn 1.500m. Một kỹ thuật dạng như đường dây thuê bao số (DSL) trên dây cáp đồng sẽ được sử dụng làm đường truyền cuối cùng tới khách hàng. FTTN được triển khai cho phép người dùng có thể nhận được một gói dịch vụ đầy đủ bao gồm: TV dựa trên IP, TV chất lượng cao, Truyền hình theo yêu cầu (VoD).

Fiber to the curb (FTTC): Hạ tầng của một mạng FTTC lắp đặt cáp quang tới trong vòng 300m của một ngôi nhà hoặc một công ty. Sau đó cáp đồng trục hoặc cáp đồng điển hình sẽ được sử dụng để thiết lập kết nối từ đầu cuối của cáp quang trong một chiếc hộp đặt tại “curb” trên đường đến cổng kết nối khu vực đặt tại nhà riêng của thuê bao IPTV. Kiểu mạng này thì điển hình được xây dựng cho các ngôi nhà mới được triển khai.

Fiber to the home (FTTH): Với kiểu mạng này, thì toàn bộ tuyến kết nối từ trung tâm dữ liệu IPTV đến nhà thuê bao được thực hiện bằng cáp quang. FTTH dựa trên mạng cáp quang nên có khả năng cung cấp dữ liệu tốc độ cao tới hệ thống đầu cuối khách hàng. Cấu trúc mạng này cũng khá phổ biến  ở các hệ thống mới được lắp đặt, từ khi việc cắt hay kết nối và gía cả của cáp quang gần tương tụ như khi lắp đặt mạng cáp đồng. FTTH là một hệ thống viễn thông truyền song công và hỗ trợ tất cả các đặc tính tương tác của dịch vụ IPTV.

Fiber to the apartment (FTTA): Quá trình cung cấp của mạng này thực hiện bằng cách lắp đặt một số các sợi cáp quang giữa một cổng trung tâm thường được đặt ở phòng trung tâm và từng phòng riêng lẻ.

Việc cung cấp của các cấu trúc mạng này được chia thành hai loại mạng khác nhau là PON và AOM.

3.2.1. Mạng PON

Passive optical network (PON): Mạng thông tin quang thụ động PON là mạng mở rộng dạng cấu trúc một điểm tới nhiều điểm, sự dụng cáp quang và các thiết bị quang. Chúng sử dụng các sóng ánh sáng có màu sắc khác nhau để mang dữ liệu qua mạng mà không yêu cầu phải có các thiết bị điện nằm giữa trung tâm dữ liệu IPTV và điểm đích. Cấu trúc của mạng dùng để xây dựng PON dựa trên mạng FTTx thường tuân theo chuẩn quốc tế. Chuẩn G.983 của ITU (International Telecommunications Union) ghi rõ các thông số kỹ thuật quy định cho chúng.

G.983 chỉ rõ mạng PON điển hình bao gồm một đầu cuối đường quang (OLT: optical line termination), được đặt ở trung tâm IPTV và một số đầu cuối mạng quang (ONTs: optical network terminals), được lắp đặt ở nhà riêng của người dùng cuối cùng. Chú ý rằng ONTs cũng có thể được lắp đặt tại các nơi lân cận khác nhau như ở chỗ các đầu cuối cáp quang. Trong các tình huống này, thì công nghệ để truyền dữ liệu tốc độ cao trên cáp đồng dạng như DSL được sử dụng để mang tín hiệu IPTV đến tận nhà riêng của ngừi dùng cuối cùng.

OLT sử dụng cáp quang và các bộ chia quang để định tuyến lưu lượng mạng đến ONTs.

Fiber cable: OLT và các ONTs khác nhau được kết nối với nhau bằng các sợi cáp quang. Với suy hao truyền dẫn thấp, ít xuyên nhiễu và khả năng băng thông lớn, nhìn chung cáp quang là công cụ truyền tín hiệu lý tưởng. Lõi của cáp quang làm bằng thủy tinh và mang tín hiệu đi dưới dạng các sóng ánh sáng. Đường kính của cáp quang được thiết kế rất nhỏ cho phép các kỹ sư mạng ghép cáp vào các vị trí khác nhau dọc theo tuyến vật lý. Độ tinh khiết của sợi quang kết hượp với sự cải thiện của các hệ thống cáp điện, cho phép truyền dịch vụ tốc độ cao trên khoảng cách lớn. Trong thực tế, chuẩn G.983 cho phép mạng PON mang các tín hiệu ánh sáng số với khoảng cách lớn nhất là 20km mà không cần khuếch đại.

Optical splitters: Các bộ chia quang thường được sử dụng để chia một tín hiệu quang đơn thành nhiều tín hiệu, chúng làm được các chức năng này mà không làm thay đổi trạng thái tín hiệu, ngoài ra chúng không biến đổi tín hiệu quang thành các xung điện. Các bộ chia quang cũng thường được dùng để ghép nhiều tín hiệu quang vào trong một tín hiệu quang đơn. Các bộ chia này thường cho phép tới 32 nhà riêng cùng chia sẻ băng tần mạng FTTx, và thường dùng trong các mạng khép kín.

Cáp quang và các bộ chia quang là các thành phần thụ động. Việc sử dụng các thành phần thụ động là để hướng các sóng ánh sáng truyền qua mạng mà không cần sử dụng các bộ điều khiển nguồn từ xa, điều này làm giảm giá thành khi vận hành và bảo dưỡng.

Mục đích chính của ONT là cung cấp cho thuê bao IPTV một giao diện để kết nối tới PON. Nó nhận lưu lượng dưới dạng quang, kiểm tra địa chỉ trong các gói của mạng, và biến đổi chúng thành các tín hiệu điện. ONT có thể đặt ở bên trong hoặc bên ngoài các khu nhà ở, và thường lấy nguồn tại đó luôn, và nó cũng bao gồm một số mạch phụ cho phép điện thoại hoạt động bình thường ngay cả khi bị mất nguồn. Phần lớn các ONTs sẽ bao gồm một giao diện Ethernet dành cho lưu lượng dữ liệu, một kết nối RJ-11 dùng để kết nối tới hệ thống điện thoại nhà, và một giao diện cáp đồng trục để cung cấp kết nối tới TV. ONT cũng chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu thành các tín hiệu quang cho truyền dẫn trên mạng PON.

Hình 3.3 minh họa cấu trúc mạng PON cơ bản có thể xây dựng để hỗ trợ cung cấp IPTV và dịch vụ Internet tốc độ cao tới 6 nhà riêng khác nhau.

Hình 3.3. Mạng IPTV FTTH sử dụng công nghệ PON

Theo hình 3.3 một phần của sợi quang đơn sẽ chạy từ “ Backend office” đến một bộ chia quang, chúng thường được đặt nagy ở gần nhà riêng của thuê bao. Băng thông của sợi quang này thường được chia sẻ và nó có khả năng hỗ trợ dung lượng băng thông cao trong khoảng từ 622Mbps đến vài Gigabyte dữ liệu trên một giây.

Thêm vào đó các thành phần vật lý của mạng PON trên hình 3 cũng minh họa việc truyền của 3 bước sóng ánh sáng khác nhau trên mạng. Bước sóng thứ nhất dùng để mang lưu lượng Internet tốc độ cao. Bước sóng thứ hai được chỉ định mang các dịch vụ truyền hình IP và bước sóng thứ ba có thể dùng để mang lưu lượng tương tác từ mạng nhà riêng của thuê bao quay trở lại các thiết bị đầu cuối dịch vụ của các nhà cung cấp. Cũng trên hình vẽ có một vài bộ lọc đặc biệt được gọi là đa truy nhập phân chia theo bước sóng được lắp đặt tại trung tâm dữ liệu và bên trong OLT, điều này cho phép mạng PON hố trợ truyền tải nhiều kênh song song hoặc nhiều bước sóng trên cùng một đoạn quang. Với WDM, khả năng của mạng được tăng lên khi gán các tín hiệu nguyên thủy từ các nguồn quang vào các bước sóng riêng biệt trên phổ truyền dẫn quang.

Có một vài loại mạng PON phổ biến như BPON, EPON, và GPON hỗ trợ cả các dịch vụ TV cơ bản trên băng RF truyền thống và IPTV. Chi tiết của từng loại mạng sẽ được nêu ở các phần tiếp theo.

3.2.1.1. BPON ( Broadband PON)

BPON dựa trên chuẩn G.983 của ITU-T, cấu trúc mạng FTTx loại này hỗ trợ tốc độ dữ liệu đạt tới 622Mbps cho đường xuống, và hơn 155Mbps cho đường lên. Vì vậy nó là phương thức truyền bất đối xứng, nghĩa là giao tiếp đường xuống cao hơn tốc độ đường lên. Lý do của điều này là do dữ liệu đường xuống truyền theo dạng điểm tới điểm giữa OLT và mỗi ONT, trong khi đó ở đường lên mỗi ONT sẽ được cấp một khe thời gian để truyền dữ liệu. Việc gán các khe thời gian sẽ làm giảm khả năng xung đột về lưu lượng giữa các ONT trên mạng, tuy nhiên việc giảm này cũng bao gồm cả tốc độ dữ liệu của kênh giao tiếp đường lên. Chú ý rằng các mạng BPON cũng có thể thay đổi để hỗ trợ lưu lượng dữ liệu đối xứng.

Các mạng BPON sử dụng phương thức truyền không đồng bộ ATM ( Asynchronous transfer mode). Các mạng ATM khá phổ biến cho việc cung cấp dữ liệu tốc độ cao, thoại và các ứng dụng truyền hình. ATM chia tất cả các thông tin thành dạng các khối gọi là các tế bào. Những tế bào này có kích thước cố định- mỗi tế bào có 5 bytes mào đầu và một trường thông tin 48 bytes của dữ liệu. Trường thông tin của một tế bào ATM sẽ mang nội dung của IPTV, trong khi đó mào đầu gồm các thông tin cần thiết cho các chức năng của giao thức ATM. 

ATM được phân loại như là một kiểu giao thức kết nối có định hướng. Tức là, một kết nối giữa bên thu và bên phát sẽ được thiết lập trước khi dữ liệu truyền hình IP được truyền đi trên mạng. Khả năng dự trữ băng thông cho các thời điểm và ứng dụng nhạy cảm là một đặc trưng khác của các mạng ATM. Điều này đặc biệt hữu dụng cho việc cung cấp các dịch vụ IPTV. Việc sắp xếp các kênh riêng rẽ cho các dịch vụ khác nhau giúp loại trừ xuyên nhiễu.

3.2.1.2. EPON (Ethernet PON)

Mạng EPON là một mạng có công nghệ truy nhập dựa trên cáp quang chúng được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu của IEEE gọi là nhóm EFM (Ethernet in the first mile) được công nhận tiêu chuẩn vào năm 2004. Trong mạng này tốc độ được hỗ trợ phụ thuộc vào khoảng cách giữa OLT và ONT. Chú ý rằng EPON chỉ hỗ trợ lưu lượng mạng Ethernet.

3.2.1.3. GPON (Gigabit PON)

GPON là một hệ thống truy nhập cáp quang, chúng được xây dựng dựa vào chuẩn của ITU-T là G.984, GPON về cơ bản là được nâng cấp từ mạng BPON và ngoài ra còn hỗ trợ:

+ Tốc độ truyền cao hơn: Tốc độ đường xuống 2,5Gbit/s và tốc độ đường lên là 1,5Gbit/s. Tốc độ này vẫn có thể đạt được khi khoảng cách lên tới 20km

+ Hỗ trợ các giao thức: Ethernet, ATM và SONET

+ Nâng cao tính bảo mật

Các mạng GPON có thể hỗ trợ nhiều giao thức giúp cho các nhà khai thác mạng tiếp tục cung cấp cho khách hàng những dịch vụ mới như IPTV ngay trên cơ sở hạ tầng mạng của họ. Bảng 3.2 dưới đây tổng kết tất cả các đặc tính khác nhau của công nghệ PON dùng để mang tín hiệu IPTV.

Thêm vào đó đặc tính của nó có thể được mở rộng bởi các mạng FTTx, các mạng PON có thể phục vụ như một mạng lõi lai ghép cáp đồng trục quang và các mạng quảng bá không dây.

3.2.2. Các mạng AON (Active optical networks)

Các mạng AON sử dụng các thành phần điện giữa đầu cuối của người dùng IPTV và trung tâm dữ liệu. Ngoài ra kiến trúc các mạng AON tận dụng các bộ cắm Ethernet đặt bên trong trung tâm dữ liệu IPTV và điểm cuối của mạng quang.

3.3. IPTV phân phối trên mạng không dây

Các mạng không dây băng rộng cung cấp cho các nhà khai thác viễn thông một lựa chon kiểu phân phối khác để cung cấp các dịch vụ IPTV đến các nhà riêng. Chúng ta sẽ xét các đặc trưng của mạng này: 

3.3.1. WiMAX cố định 

Do nhu cầu khách hàng và một số các ngành viễn thông mà WiMAX đang được sử dụng như một cách thức mang các nội dung IPTV, phương thức này ngày càng phát triển mạnh mẽ.WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Acces) là công nghệ không dây băng rộng dung lượng cao dựa trên IP, nó được xem như là công nghệ tương tự như các họ chuẩn không dây Wi-fi. Nó định nghĩa một số các dịch vụ phù hợp các chuẩn kỹ thuật IEEE 802.16. Từ diễn đàn WiMAX đã thành lập hiệp hội công nghệ chịu trách nhiệm về các đặc tính kỹ thuật của WiMAX, xúc tiến công nghệ và quản lý toàn bộ quá trình chứng nhận các sản phẩm của WiMAX, Hiệp hội có khoảng 370 các công ty thành viên.

3.3.1.1. Tần số hoạt động

WiMAX có thể hoạt động trong nhiều dải băng tần, những giải băng tần này được cấp phát bởi những bộ phận viễn thông thế giới. Những dải băng tần được đăng ký sẽ được ưu tiên hoạt động ở những tần số thích hợp với những ứng dụng thời gian thực kiểu như IPTV, bởi vì ở những dải tần số này ít bị xuyên nhiễu hơn.WiMAX cố định hoạt động ở dải tần số 3400- 3600 MHz.

3.3.1.2. Các giao thức lớp vật lý và MAC

Các đặc điểm tầng vật lý WiMAX: khi xây dựng các sản phẩm và sản xuất các thiết bị phải có sự lựa chọn giữa ba lựa chọn vật lý khác nhau như sau: 

•Lựa chọn tầng vật lý sóng mang đơn thì thường được dùng trong các ứng dụng theo đường thẳng.

•Điều chế OFDM (Orthogonal Frequency Division Mutiplexing) là lựa chọn phổ biến nhất cho các tầng vật lý, được dùng nhiều nhất khi chế tạo các thiết bị WiMAX bởi vì nó phù hợp với truyền đa đường. Đặc trưng này có nghĩa là các công nghệ WiMAX dựa trên OFDM thực tế rất thích hợp cho việc cung cấp các dịch vụ IPTV.

•OFDMA (Orthogonal Frequency Division Mutiple Access) là lựa chọn phức tạp nhất và nó có khả năng tách các kết nối người dùng trên các kênh tần số đường lên.

Các đặc điểm tầng MAC WiMAX: Tầng này được phân chia thành 3 lớp.

•CS (Service specific convergence sublayer): lớp hội tụ đặc điểm dịch vụ có nhiệm vụ chính là giao diện của các lớp cao hơn trong giao tiếp WiMAX.

•MAC CPS (MAC common part sublayper ): Lớp con dùng chung này thực hiện các chức năng lõi trong lớp MAC như bảo mật, quản lý các kết nối, và truy nhập tới mạng vật lý.

•Privacy sublayer: Lớp con dành riêng để quản lý các quá trình xác thực của các thuê bao IPTV và mã hóa các nội dung truyền hình.

Các đặc điểm tầng Transport: Chuẩn TCP/IP thì thường được sử dụng ở các mạng và tầng Transport thường làm nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ IPTV.

3.3.1.3. Dải truyền dẫn

Các cấu trúc địa lý kết hợp với các nhân tố khác kiểu như: các đặc tính kỹ thuật của thiết bị và điều kiện thời tiết, tất cả đều có ảnh hưởng mạng đến khoảng cách giữa thiết bị IPTV của khách hàng và một trạm cơ sở của WiMAX. WiMAX có tốc độ lớn nhất theo lý thuyết ước tính khoảng 60Mbps trong vòng bán kính 6-10km. Nếu giả định rằng các thông số đều đúng như kế hoạch thì các mức lưu lượng dữ liệu sẽ phù hợp cho các thuê bao trong vùng tập trung WiMAX có thề truy nhập các dịch vụ IPTV.Điều quan trọng là WiMAX có thể hỗ trợ hai kiều LOS (line of sight ) và NLOS (non line of sight ).

3.3.2. WiMAX di động 

Chuẩn IEEE 802.16 không thể sử dụng để cung cấp các dịch vụ băng rộng trong môi trường di động. Để dùng được trong môi trường di động thì chuẩn IEEE 802.16 đã được chỉnh sửa và phát triển thành chuẩn IEEE 802.16e. Được biết đến với tên gọi WiMAX di động chuẩn IEEE802.16e xuất hiện vào năm 2005 và các sản phẩm được chứng nhận, ra mắt ở hội chợ 2006. Nó được cho phép hoạt động ở các dải phổ: 2.5, 3.5 – 3.8Ghz. WiMAX đi động đưa vào một số đặc trưng cần thiết để truyền các dịch vụ IPTV và các ứng dụng như sau: 

•Công nghệ này hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao nhất vào khoảng 32-46 Mbps. Nếu triển khai chính xác với tốc độ này thì có thể cung cấp các nội dung tiêu chuẩn cao dựa trên IP tới đầu cuối di động.

•Nó sử dụng công nghệ OFDMA và tối ưu hóa chuyển vùng để cho phép người xem IPTV truy nhập các kênh truyền hình quảng bá trong vùng địa lý dễ bị ảnh hưởng bởi hiện tượng pha đinh đa đường. 

•Nó tích hợp với phân hệ đa phương tiện ( IMS integrates with multimedie subsystem ), điều đó làm đơn giản hóa sự tương tác giữa các dịch vụ ứng dụng IPTV và các dịch vụ khác dựa trên IP kiểu như truy nhập internet tốc độ cao và VoIP. IMS là một công nghệ mới nó cho phép các nhà quản trị mạng đơn giản hóa trong việc triển khai các dịch vụ dựa trên IP và tăng tốc độ phát triển của các dịch vụ này.

•WiMAX di động hỗ trợ các cơ chế nâng cao chất lượng của dịch vụ (Q_0S) điều này rất có ích cho các ứng dụng thời gian thực như IPTV.

Ngoài các đặc tính trên các diễn đàn WiMAX vẫn tiếp tục được tổ chức để tìm cách mở rộng các khả năng của WiMAX di động.Việc WiMAX di động hỗ trợ truyền thông đa phương tiện có tốc độ cao là một tính năng nổi trội của WiMAX.Người sử dụng có thể sử dụng các dịch vụ truyền thông đa phương tiện kể cả khi họ không có ở nhà, họ di chuyển, đi du lịch… Đây chính là điều mà truyền hình cáp không có khả năng thực hiện.

3.3.3 Các mạng không dây hình lưới ở đô thị

Hình 3.4: Cấu trúc mạng lưới ở thành phố

Các mạng hình lưới ở các thành phố được biết đến như một hệ thống không dây hứa hẹn dùng để hỗ trợ cung cấp các dịch vụ IPTV đến đầu cuối người dùng. Một số các loại mạng này đã được triển khai ở một số các thành phố và thị trấn khác nhau trên thế giới. 

Các mạng đô thị hoạt động trong môi trường ngoài trời nên cũng không được cấp phép trải phổ 2,4 hoặc 5Ghz. Wifi được biết đến với chuẩn 802.1x là một trong họ các sản phẩm không dây là công nghệ đã được lựa chọn để xây dựng các mạng hình lưới, bởi vì vậy phần lớn các tài liệu và việc chế tạo các thiết bị cầm tay ngày nay đều hướng tới xây dựng các giao diện Wifi. Việc xây dựng các Wifi trong môi trường ngoại vi yêu cầu sử dụng một số các điểm truy nhập liên kết với nhau và liên kết với một kết nối có dây nối tới các nhà cung cấp dịch vụ băng rộng.

 3.3.3.1 Các điểm truy nhập Wifi hình lưới (Aps: Access Points)

Các mạng đô thị sử dụng số lượng các APs nhiều hơn so với APs sử dụng trong mạng trong nhà.Nhìn chung chúng được lắp thêm hoặc đặt ở trên một cấu trúc vật lý định cố.Các vị trí thích hợp để đặt các APs ngoài trời bao gồm các tòa nhà cao tầng, các trung tâm viễn thông. Các APs ngoài trời nối liền với nhau tới một điểm trung tâm sử dụng một vài loại cáp vật lý có giá thành đắt không thể triển khai rộng rãi.Do đó tất cả các APs trong mạng không dây đô thị đều có kiến trúc động kết nối không dây với nhau và kết nối với một cổng AP trong một cụm có hình dạng biến đổi. Cổng này gộp các tín hiệu 802.11x trong một nhóm và giao diện qua 1 cổng Ethernet với một kết nối băng rộng hướng về, số lượng các AP trong các nhóm không giống nhau.Mỗi AP trong nhóm thì chịu được va đập và sử dụng một giao thức định tuyến hình lưới nối các AP khác và nối về hướng về. Nhiệm vụ chính của giao thức định tuyến là cung cấp việc định tuyến hiệu quả nhất cho các gói IP đi qua mạng lưới từ mỗi AP đến và từ kết nối hướng về. Giao thức này cũng thực hiện sự giám sát mạng không dây và nhận dạng các đường không dây để cung cấp khả năng băng thông đầu ra lớn nhất.Các loại AP trong mạng lưới có hai loại cấu hình khác nhau là đơn vị và đa vô tuyến: 

•Single Wifi radio-mesh APs: Sử dụng một kênh để hỗ trợ truy nhập từ các thiết bị khách hàng khác nhau ngoài ra còn để mang lưu lượng liên kết đến và đi từ mạng lưới.Để giảm thiểu các hạn chế và nâng cao chất lượng, thì các AP kiểu này thường được cấu hình trong các nhóm hoạt động ở các tần số khác nhau, để kết nối tới các nhóm lân cận.

•Dual WiFi radio-mesh APs: sử dụng riêng rẽ cac kênh cho việc mang lưu lượng của mạng lưới và cung cấp truy nhập tới các thiết bị Wifi của khách hàng ở băng tần 2,4Ghz.Việc sử dụng hai kênh riêng rẽ hoạt động ở các dải tần số khác nhau giúp cho nâng cao các mức chất lượng và làm giảm các mức trễ.Các AP sử dụng hai kênh song song thì thích hợp hơn để mang các ứng dụng nhậy cảm với thời gian kiểu như IPTV.

3.3.3.2. Kết nối có dây hướng về

Để kết nối tới trung tâm dữ liệu IPTV và mạng internet công cộng thì yêu cầu phải có một kết nối có dây.Một công nghệ có tên gọi là các LAN ảo (virtual LAN: VLANs) thường được sử dụng để chia nhỏ các loại lưu lượng khác nhau từ một mạng đô thị không dây.Tốc độ dữ liệu đường xuống của một mạng đô thị không dây ước tính khoảng 1Mbps, tốc độ này còn có thể đạt được cao hơn đối với các ứng dụng truy nhập Internet công cộng. Tuy nhiên IPTV yêu cầu công suất đầu ra cao hơn, do đó để triển khai các trung tâm ứng dụng truyền hình trên các mạng loại này thì thường bên trong có một số chức năng đặc biệt kiểu như các máy ảnh ghi lại nội dung các luồng IPTV từ Wifi.

Các mạng di động dựa trên công nghệ 3G kiểu như EV-DO và HSPDA có khả năng cung cấp một loạt các ứng dụng IPTV di động.

•EV-DO (Evolution-Data Optimized): là một chuẩn dữ liệu băng rộng vô tuyến không dây có thể nâng tốc độ dữ liệu lớn nhất lên tới 4,9Mbits/s.

•HSPDA (High-speed Downlink Packet Access): hỗ trợ tốc độ ước tính lên tới 14Mbps ở trên đường xuống, và tương lai sẽ được tốc độ cao hơn nữa.

Mặc dù không có phương thức nào là dành riêng để cung cấp các dịch vụ IPTV, nhưng EV-DO và HSDPA cung cấp cho các nhà khai thác mạng khả năng cung cấp các dịch vụ IPTV đến cho những khách hàng sống ở những khu vực mà các hệ thống cáp băng rộng và DSL khó có thể lắp đặt.

Kết luận:

WiMAX cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao cho cả người dung di động lẫn cố định, và sự mong muốn của người sử dụng để xem các chương trình TV thời gian thực hoặc các dịch vụ VoD làm cho việc thực hiện IPTV qua WiMAX là một ứng dụng đặc sắc.Với công nghệ WiMAX các nhà khai thác viễn thông có thể cung cấp các dịch vụ IPTV cho cả dung di động và cố định, nó cho phép kết nối không dây mọi lúc mọi nơi.

Tuy nhiên, để triển khai thực tế thì còn rất nhiều thách thức nhưng việc triển khai IPTV qua WiMax thực sự là một sự lựa chọn khả thi cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông.

3.4. IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp thế hệ mới

Các mạng truyền hình cáp CATV (cable television) đã có được sự vượt trội trong việc phân phối hàng chục, thậm chí hàng trăm kênh truyền hình đồng thời tới hàng ngàn user.Mỗi user có thể chọn một kênh bất kì trong hàng trăm kênh chỉ đơn giản bằng cách dò TV hoặc thông qua bộ giải mã Set-top-box. Các hệ thống này dễ dàng thêm các thuê bao mới bằng cách tách và khuếch đại tín hiệu.Trong quá khứ, tính tương tác bị giới hạn hoặc không được sử dụng, tất cả nội dung chỉ gửi trực tiếp tới người xem.

Ngày nay, các nhà khai thác truyền hình cáp đã có những sự đầu tư quan trọng để nâng cấp các mạng của họ có thể hỗ trợ các dịch vụ tiên tiến như IPTV.Để hiểu được sự phân phối nội dung IPTV trên một mạng truyền hình cáp, về mặt công nghệ trong vấn đề này, trước hết ta cần có các khái niệm cơ bản về HFC (hybrid fiber / coax).

3.4.1.Tổng quan về kỹ thuật HFC

Nếu như một mạng truyền hình cáp chỉ hữu dụng cho một khu vực riêng biệt, thì sau này khách hàng có thể truy nhập IPTV từ một mạng dựa trên công nghệ HFC. Công nghệ HFC dùng cho bất cứ cầu hình mạng cáp quang và mạng cáp đồng nào đều có thể sử dụng để phân phối các dịch vụ truyền hình số đa dạng Hình 3.5. Mạng HFC End-to-end

Các mạng dựa trên công nghệ HFC có rất nhiều các đặc tính có thể dùng để phát triển các dịch vụ viễn thông thế hệ mới như sau: 

•Các mạng HFC có khả năng truyền đồng thời các dịch vụ tương tự và dịch vụ số. Điều này cực kỳ quan trọng đối với các nhà khai thác mạng, họ muốn luân phiên đầu ra giữa tín hiệu số và IPTV đến cho khách hàng của họ trên cùng một phương thức.

•HFC đáp ứng được các yêu cầu về mở rộng dung lượng và tăng độ tin cậy của một hệ thống IPTV. Khả năng mở rộng dung lượng của HFC dựa trên các hệ thống cho phép các nhà khai thác mạng thêm vào nhiều dịch vụ hơn mà không cần phải có các thay đổi lớn đến cơ sở hạ tầng của toàn bộ mạng.

•Với các đặc tính của cáp đồng trục và cáp quang thì có thể hỗ trợ một mạng hoạt động ở tốc độ một vài Gigabits/Second.

Hình 3.5 cho thấy kiến trúc một mạng HFC bao gồm một mạng lõi quang kết nối tới mạng cáp đồng trục thông qua một node quang, Node quang này hoạt động như một giao diện kết nối tín hiệu giữa đương lên và đường xuống, nó là điểm nối giữa mạng cáp quang và cáp đồng trục.

Các loại cáp đồng trục của mạng HFC có cấu trúc hình cây và rẽ nhánh, chúng được sử dụng để kết nối các thuê bao truyền hình cáp đến mạng HFC thông qua một thông qua một thiết bị đặc biệt gọi là các “Tap”. Các tín hiệu truyền hình số được truyền từ đầu cuối trong một mạng hình sao đến các node quang. Tại các nốt quang này tiến hành phân phối các tín hiệu trên cáp đồng trục, khuếch đại, và dẫn các lưu lượng của khách hàng đến vùng cung cấp dịch vụ.

3.4.2. Triển khai IPTV trên một mạng truyền hình cáp

Việc thảo luận trong công nghệ truyền hình cáp để bắt đầu mang lưu lượng truyền hình qua một mạng IP tiếp tục diễn ra. Các vấn đề chính ảnh hưởng đến việc kinh doanh truyền hình của các nhà vận hành mạng viễn thông bao gồm hiệu quả băng thông và cơ chế phân phối IP, điều này khiến các nhà vận hành mạng phải hướng tới các mô hình mạng IP để cung cấp các nội dung truyền hình đến người dùng.

Việc chuyển từ môi trường mạng dựa trên tần số vô tuyến RF (Radio Frequency) sang mạng chuyển mạch video số SDV (Swith digital Video) trên nền IP đòi hỏi phải lắp them một số các thiết bị trong đoạn từ các router đến các bộ giải mã Set-top-box các bộ chuyển mạch tốc độ cao. Dưới đây là một số các lợi ích có được triển khai sang mạch truyền hình số SDV: 

•Một lượng lớn băng thông của mạng sẽ được giải phóng khi nhà khai thác chỉ nhận được yêu cầu truyền một kênh truyền hình đơn lẻ tới bộ giải mã STB của khách hàng. Điều này rõ rang trái ngược với các hệ thống truyền hình truyền thống khi mà tất cả các kênh khai thác đều được phát quảng bá qua mạng và các kênh không sử dụng thì vẫn chiếm băng thông.

•Băng thông dư thừa cho phép các nhà khai thác có thể cung cấp các nội dung IPTV và các dịch vụ khác tới thuê bao.

•Các nhà khai thác cũng có thể kiểm tra và giám sát chính xác các nội dung truyền hình đang được xem bởi từng thuê bao.Đặc tính này rất quan trọng với họ khi muốn tăng thêm lợi nhuận thông qua quảng cáo.

Một hệ thống cáp IPTV điển hình thường có cấu tạo hỗn hợp các thiết bị phần cứng RF và IP để mang tín hiệu truyền hình qua cấu trúc mạng. Hình 3.6 miêu tả một ví dụ của kiến trúc cáp IPTV có cấu tạo hỗn hợp các công nghệ IP và RF.

Hình 3.6: Mô hình triển IPTV cáp kết hợp IP và RF

Một số thiết bị phần cứng được miêu tả trên hình vẽ: 

-Switch hay Router GigE: GigE (Gigabit Ethernet) là một giao thức được lựa chọn để truyền tải và kết nối các thành phần của mạng IP. GigE thường được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao, dung lượng lớn như VoD. Router GigE tập hợp lưu lượng IPTV và cung cấp các kết nối tới mạng truy nhập lõi.

-Mạng truyền dẫn quang: Mạng truyền dẫn quang là mạng lõi cung cấp các đường mạng nối giữa server trung tâm và các bộ điều chế đặt tại biên của mạng.

-Bộ điều chế biên: Các bộ điều chế đặt tại các tổng đài khu vực có chức năng nhận các nội dung IPTV từ mạng lõi, biến đổi các nội dung từ các gói IP sang dạng RF và phân phối chúng qua mạng HFC tới bộ giải mã STB. 

Hình 3.6 là một ví dụ triển khai IPTV trên quy mô lớn và sử dụng cấu trúc theo bậc thông qua việc thiết lập các trung tâm dữ liệu phân phối theo vùng.

Từ trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp, một đường trung kế lơn được sử dụng để phân phối tín hiệu băng rộng tới các Hub phân phối.Từ Hub phân phối, tín hiệu băng rộng được chuyển tới bộ STB tại nhà khách hàng.

3.5. IPTV phân phối trên Internet

Từ khi phát minh ra Tivi, trên thế giới đã phát triển một số các loại công nghệ phân phối khác nhau để cung cấp tín hiệu đến cho khách hàng. Cho đến gần đây đã có các loại hình mạng cơ sở dùng để phân phối các nội dung TV có tên như sau: mạng không dây, DSL, cáp quang, và mạng cáp TV. Trong những thời điểm gần đây xuất hiện một loại hình mạng mới cho phép người dùng có thể xem được các nội dung truyền hình quảng bá và theo yêu cầu đó còn gọi là mạng Internet.

Để nâng cao tốc độ băng rộng phải kết hợp với việc nâng cao công nghệ nén và các lựa chọn nội phải nhiều hơn. Đó là lý do tại sao người sử dụng đã bắt đầu tăng cường việc truy nhập internet để tìm các nội dung truyền hình giải trí trong một vài năm gần đây, IPTV trên internet thì có vài dạng sau: 

3.5.1.Các luồng kênh TV Internet

Việc cung cấp các kênh TV trên internet là một ứng dụng IPTV phổ biến và bao gồm các luồng nội dung truyền hình từ một máy chủ đến các thiết bị thành viên, quá trình này phải được xử lý và hiển thị các nội dung truyền hình. Các loại thiết bị được sử dụng để xem các kênh TV trên internet thường là PC hoặc các thiết bị đa phương tiện. Các luồng kênh TV internet có thể được truy nhập thông qua một chiếc điện thoại di động hoặc hộp đầu cuối IP set-top box. Các nội dung được truyền trên IP Internet thì được cung cấp theo thời gian thực, và các chương trình được xem tương tự như các chương trình TV truyền thống, một kênh được chọn lựa và chương trình được xem ngay lập tức. Kỹ thuật xử lý một luông kênh TV Internet luôn luôn bắt đầu tại các máy chủ ở đó các nội dung truyền hình được chia ra thành nhiều gói IP, nén lại, sau đó được truyền đi hoặc phân luồng qua Internet tới các máy tính thành viên. Các máy tính này bao gồm các phần mềm, điển hình là các phần mềm tìm kiếm. quá trình giải nén được tiến hành tại các máy tính này và thu được các nội dung truyền hình. Khoảng thời gian giữa thời điểm lựa chọn một chương trình TV và bắt đầu được xem chương trình nhìn chung là rất ngắn và phụ thuộc tốc độ kết nối có thể giữa máy chủ và các máy khách hàng. Hình 3.7 miêu tả một cấu trúc mạng rút gọn dùng để phân phối một luồng kênh TV trên Internet.

Tất cả các kênh TV Internet triển khai đều yêu cầu một loạt các máy chủ. Thêm vào đó để các thuê bao IPTV có thể xem được các nội dung truyền hình theo yêu cầu,thì một tiêu chuẩn của các máy chủ được đưa ra là phải hỗ trợ các chức năng dưới đây: 

•Lưu trữ và khôi phục các nguồn nội dung truyền hình.

•Điều khiển được tốc độ của các gói IP truyền hình và phân phối chúng tới các thiết bị của khách hàng.

•Thực hiện được lệnh cả chiều đi và chiều về theo yêu cầu của mọi người xem TV Internet.

Một máy chủ đơn lẻ chỉ làm việc tốt khi cung cấp cho một số lượng nhỏ các kênh TV Internet và một số lượng giới hạn các người sử dụng.Để hỗ trợ cung cấp cho hàng ngàn kênh và có thể lên tới hàng trăn nghìn thuê bao IPTV, thì cần phải triền khai một số các máy chủ ở nhiều nơi khác nhau trên mạng. Về vấn đề bảo mật thì nội dung các luồng truyền hình là rất an toàn bởi vì nó không được lưu trữ trên các thiết bị truy nhập của khách hàng, vì vậy không được phép sao chép các nội dung bị cấm. Những lợi ích khác được ưa thích của IPTV đó là có khả năng hoạt động hiệu quả trên các kết nối có độ rộng băng tần thấp và người xem có thể bắt đầu xem nội dung tại bất cứ thời điểm nào trong luồng IPTV.

3.5.2 Các dịch vụ

Một đặc điểm được ưa chuộng nữa của IPTV là cho phép các khách hàng tải xuống và xem các nội dung theo yêu cầu. Phần lớn các dịch vụ tải xuống ở trên Internet đều được trả trước hoặc trả theo từng lần tải về và bao gồm rất nhiều các lĩnh vực như: tin tức, thời tiết, phim ảnh, âm nhạc, các hướng dẫn giải trí hoặc các quảng cáo thuần túy.

3.5.5.Chia sẻ video ngang hàng

Ứng dụng chia sẻ video ngang hàng peer-to-peer cho phép nhiều user xem, chia sẻ và tạo nội dung video trực tuyến. Việc sử dụng ứng dụng chia sẻ video peer-to-peer không phức tạp và nó thường là download, cài đặt một số phần mềm chuyên dụng.Khi phần mềm hoạt động không được trên PC, người dùng chỉ cần click vào các link để download một file video. Khi tiến trình download đã bắt đầu, phần mềm ứng dụng chia sẻ video peer-to-peer được thiết lập các kết nối và bắt đầu lấy nội dung video được yêu cầu từ các nguồn khác nhau.Khi file video được download và ghi đầy đủ vào ổ cứng thì có thể xem nội dung.

KẾT LUẬN

Mặc dù hiện nay, IPTV vẫn đang trong giai đoạn bắt đầu, nhưng đã có sự phát triển của nhiều nhà cung cấp cùng với só lượng lớn thuê bao. IPTV hiện đang là một nhân tố quan trọng trong thị trường truyền hình thu phí và trong tương lai các nhà cung cấp IPTV sẽ cho ra cách dịch vụ mới và sẽ thu hút được rất nhiều khách hàng. Khách hàng sẽ rất hứng thú với nội dung chương trình linh hoạt do chính họ lựa chọn, không chỉ là truyền hình, đó còn là các ứng dụng tương tác, các dịch vụ giải trí theo yêu cầu...

Với sự phát triển của công nghệ truy cập băng rộng và các thiết bị sản xuất chương trình truyền hình, IPTV thực sự có khả năng cạnh tranh với các loại hình truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp hay một phương thức truyền hình nào khác. Để triển khai các dịch vụ IPTV cần phải có một nền tảng mạng băng rộng chấy lượng, ổn định và an toàn. Bên cạnh đó, việc quản lý mạng IPTV khi đi vào hoạt động cũng là vấn đề cần phải đặc biệt chú ý vì hiệu quả của mạng cao hay thấp phụ thuộc vào yếu tố này.

Do IPTV là công nghệ còn khá mới, do hạn chế về kiến thức cũng như thời gian nên một số nội dung chúng em chưa thể trình bày một cách cụ thể. Tuy vậy, với những gì đã trình bày trong bản báo cáo này, nhóm chúng em tin rằng mình đã đưa ra được cái nhìn tổng quát về công nghệ IPTV, vấn đề quản lý mạng cũng như các loại công nghệ mạng phân phối IPTV.

Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy Trần Đức Trung, là người đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài này!