Luận văn Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tương tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGUYỄN VĂN LỰC
NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI
DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TÁC - VOD
TRÊN HẠ TẦNG MẠNG VTVCAB
Ngành:
Công nghệ Thông tin
Chuyên ngành: Quản lý Hệ thống Thông tin
LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Lê Quang Minh
HÀ NỘI - 2015
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tác giả luận văn
Nguyễn Văn Lực
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
iii
LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình học tập và rèn luyện tại Viện Công nghệ Thông tin - Đại học
Quốc gia Hà Nội, đến nay em đã hoàn thành chƣơng trình học tập và luận văn tốt
nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Công nghệ Thông tin, các phòng ban
đã quan tâm tạo điều kiện thuận lợi để chúng em học tập và rèn luyện tốt.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo trong Viện Công nghệ Thông
tin, Đại học Quốc Gia đã luôn nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho chúng
em trong suốt quá trình học tập tại Viện.
Trong luận văn có sử dụng một số tài liệu của các tác giả trong và ngoài nƣớc.
Xin cảm ơn các tác giả, các nguồn tài liệu… đã giúp em có thêm kiến thức để hoàn
thiện luận văn này.
Trong suốt quá trình hiện luận văn, em luôn nhận đƣợc sự hƣớng dẫn, chỉ bảo
tận tình của Tiến sĩ Lê Quang Minh, trƣởng phòng Khoa học Công nghệ và đào tạo,
Viện Công nghệ Thông tin - Đại học Quốc gia, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn và tận tình
giúp đỡ em trong suốt thời gian qua. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới
thầy vì tất cả những giúp đỡ quý báu đó.
Xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớp CIO - K02 - những ngƣời bạn đã
nhiệt tình giúp đỡ, chia sẽ những kinh nghiệm trong học tập cũng nhƣ trong cuộc sống.
Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn đến gia đình tôi, những ngƣời thân yêu đã tạo mọi
điều kiện để tôi có cơ hội đƣợc học tập và hoàn thành luận văn này.
Học viên
Nguyễn Văn Lực
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................................ii
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................iii
MỤC LỤC.................................................................................................................................iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT....................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH VẼ ...........................................................................................................vii
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
Đặt vấn đề...............................................................................................................................1
Các vấn đề nghiên cứu của đề tài ...........................................................................................3
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ..........................................................................................3
Phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................................................3
Kết cấu luận văn .....................................................................................................................3
CHƯƠNG 1.............................................................................................................................. 4
1.1. DỊCH VỤ CƠ BẢN....................................................................................................5
Truyền hình cáp hữu tuyến CATV.....................................................................5
Truyền hình độ nét cao HD ................................................................................8
1.2. DỊCH VỤ GIA TĂNG .............................................................................................11
Internet trên truyền hình cáp.............................................................................11
Truyền hình qua Internet IPTV ........................................................................11
Các dịch vụ giá trị gia tăng khác ......................................................................13
1.3. TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TÁC - VOD...................................................................14
Lịch sử phát triển dịch vụ VOD .......................................................................14
Các dịch vụ theo yêu cầu..................................................................................15
1.4. XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA VOD ........................................................................15
1.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG I..........................................................................................18
CHƯƠNG 2............................................................................................................................ 19
KHẢO SÁT HẠ TẦNG MẠNG VTVCAB.......................................................................... 19
2.1. GIỚI THIỆU VỀ VTVCAB.....................................................................................20
2.2. HIỆN TRẠNG VTVCAB ........................................................................................24
2.3. HẠ TẦNG MẠNG HFC ..........................................................................................25
2.4. HỆ THỐNG CAS.....................................................................................................26
2.5. CÔNG NGHỆ INTERNET ......................................................................................29
Công nghệ GPON.............................................................................................29
Công nghệ DOCSIS .........................................................................................30
Công nghệ EoC.................................................................................................30
2.6. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2.........................................................................................34
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
v
CHƯƠNG 3............................................................................................................................. 35
3.1. GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ.......................................................................................... 36
Truyền hình theo yêu cầu VOD........................................................................36
Lịch phát sóng điện tử EPG..............................................................................39
3.2. GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI........................................................................................... 49
Lựa chọn loại hình triển khai dịch vụ...............................................................49
Sơ đồ tổng quan hệ thống.................................................................................50
3.3. YÊU CẦU KĨ THUẬT................................................................................................. 51
3.4. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP............................................................................................. 53
3.5. MỘT SỐ KẾT QUẢ TRIỂN KHAI............................................................................. 54
Giao diện ..........................................................................................................54
Phần cứng .........................................................................................................55
3.6. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3............................................................................................. 57
KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 58
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ........................................................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................ 59
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
vi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Khái niệm
Ý nghĩa
API
Application Programming Interface: Bộ giao diện lập trình ứng dụng
Conditional Access System: Hệ thống khóa mã truy cập có điều kiện
Content Devilery Network: Mạng phân phối nội dung
CAS
CDN
CMS
Content Management System: Hệ thống quản lý nội dung
Cable Modem Termination Systems: Thiết bị truyền dữ liệu trên
mạng cáp
CMTS
DRM
EPG
HFC
ITV
Digital Rights Management: Hệ thống quản lý bản quyền số
Electronic program guide: Lịch phát sóng điện tử
Hybrid Fiber-Coaxial: Mạng lai ghép cáp quang - đồng trục
Interactive Television: Truyền hình tương tác
OTT
PVR
SDK
SDP
STB
VOD
WFM
Over-The-Top: Dịch vụ cung cấp nội dung trên nền mạng viễn thông
Personal Video Recorder: Ghi video cá nhân
Software Development Kit: Bộ công cụ phát triển phần mềm
Service Delivery Platform: Hệ thống nền tảng phân phối dịch vụ
Set Top Box: Đầu thu kỹ thuật số
Video on Demand: Truyền hình theo yêu cầu
Workflow Management: Hệ thống quản lý tiến trình công việc
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
vii
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.2: Sơ đồ tổng quan mạng truyền hình cáp...........................................................6
Hình 1.3: Tƣơng quan về độ phân giải HD .....................................................................9
Hình 1.4: Mô hình tổng quan của một hệ thống HDTV..................................................9
Hình 1.6: Sơ đồ khối hệ thống IPTV.............................................................................12
Hình 2.1 Cơ cấu tổ chức VTVCab [22].........................................................................23
Hình 2.2: Hiện trạng hệ thống và dịch vụ của VTVcab................................................24
Hình 2.3: Mô hình tổng quan mạng HFC......................................................................25
Hình 2.4: Sơ đồ khối tổng quan của hệ thống CAS ......................................................26
Hình 2.5: Sơ đồ tổng quan PON....................................................................................29
Hình 2.6: Sơ đồ tổng quan DOCSIS..............................................................................30
Hình 2.7: Sơ đồ tổng quan EoC.....................................................................................31
Hình 3.1: Giao diện dịch vụ VOD trên STB [15] .........................................................37
Hình 3.2: Sơ đồ khối tổng quan hệ thống VOD [12] ....................................................37
Hình 3.3: Sơ đồ tổng quan hệ thống VOD [24] ............................................................38
Hình 3.4: Giao diện dịch vụ EPG trên STB [19]...........................................................40
Hình 3.5: Sơ đồ tổng quan hệ thống EPG [18]..............................................................40
Hình 3.6: Cơ chế xác thực DRM...................................................................................43
Hình 3.7: 10 bƣớc xác thực DRM [17] .........................................................................44
Hình 3.8: Phần mềm quản lý và phân phối nội dung [16].............................................45
Hình 3.9: Kiến trúc Middleware [20]............................................................................46
Hình 3.11: Sơ đồ tổng quan hệ thống Middleware .......................................................48
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
1
MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Trong xã hội ngày nay, nhu cầu về truyền thông và thông tin ngày càng tăng
nhanh, mạnh và mong muốn tiếp cận thông tin nhanh chóng, đa phƣơng tiện ngày càng
phổ biến trong nƣớc và trên thế giới. Ở Việt Nam, Internet đã mang đến cho ngƣời sử
dụng một hình thức mới mẻ, thú vị, và hiệu quả để tiếp cận các nguồn thông tin đa
chiều, khách quan và đáng tin cậy. Theo số liệu thống kê từ eMarketer năm 2014 số
ngƣời sử dụng Internet lên đến 36 triệu ngƣời trên toàn lãnh thổ, chiếm tỷ lệ hơn 39%
dân số và có mức tăng trƣởng ấn tƣợng nhất khối ASEAN [13].
Mặc dù Internet tại Việt Nam đang phát triển nhƣ vậy, nhƣng một phần lớn dân
số vẫn cập nhật tin tức, giải trí và nhận thông tin từ TV, nhất là khu vực dân chƣa tiếp
cận Internet. Khảo sát của eMarketer tại sáu thành phố lớn là Hà Nội, Hải Phòng, Đà
Nẵng, Hồ Chí Minh, Nha Trang, Cần Thơ kết quả cho thấy thói quen xem truyền hình
tại Việt Nam còn rất cao, lên đến hơn 2 tiếng mỗi ngày.
Thời gian khán giả xem truyền hình một ngày tại Việt Nam [13].
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
2
Truyền hình tƣơng tác là một dạng truyền hình cho phép ngƣời xem tham gia,
điều khiển các chƣơng trình truyền hình. Với dạng truyền hình truyền thống, đƣờng
truyền truyền hình là một chiều. Các nhà đài cho phép khán giả xem gì, vào giờ nào,
trên kênh nào là quyền của họ. Với truyền hình tƣơng tác, khán giả đƣợc trực tiếp
tham gia vào chƣơng trình đang phát sóng. Khán giả ở đây là những ngƣời đang xem
TV chứ không phải là những ngƣời trong trƣờng quay. Ví dụ, chƣơng trình "Ai là triệu
phú" đang phát sóng, nó sẽ là chƣơng trình truyền hình tƣơng tác nếu nhƣ khán giả -
những ngƣời đang ở trƣớc TV đƣợc phép trả lời, phản hồi ngay trên thiết bị đầu thu kỹ
thuật số hoặc các thiết bị có kết nối với Internet.
Ngoài ra, khách hàng có thể trải nghiện những dịch vụ truyền hình tƣơng tác
khác nhƣ: xem lại chƣơng trình đang phát và đã phát, ghi lại các chƣơng trình sắp
chiếu dựa trên lịch phát sóng điện tử hay nhƣ tham gia các chƣơng trình bình chọn,
gameshow hoặc tƣơng tác với các mạng xã hội Facebook, Twitter, … Khách hàng
cũng có thể sử dụng các thiết bị có kết nối Internet để trải nghiệm các dịch vụ trên
bằng công nghệ đa màn hình và nền tảng công nghệ mới OTT mọi lúc mọi nơi.
Cùng với việc chất lƣợng cuộc sống của con ngƣời ngày càng nâng cao thì nhu
cầu xem và thƣởng thức các dịch vụ truyền hình cũng thay đổi. Do vậy việc cải tiến và
nâng cao chất lƣợng các dịch vụ truyền hình là xu thế tất yếu. Việc cung ứng dịch vụ
tƣơng tác giá trị gia tăng sẽ giúp ngƣời xem có một quan niệm mới mẻ về truyền hình
cũng nhƣ đem lại nguồn thu lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình trả tiền.
Ngƣời xem không còn lệ thuộc vào các kênh chƣơng trình với nội dung đã đƣợc định
sẵn mà hoàn toàn có thể chủ động xem các chƣơng trình mình yêu thích kèm các dịch
vụ tƣơng tác hiện đại mọi lúc và mọi nơi.
Một trong những dịch vụ cơ bản nhất của truyền hình tƣơng tác là truyền hình
theo yêu cầu VOD. Đây là dịch vụ có sự tác động qua lại giữa ngƣời xem và nhà cung
cấp dịch vụ truyền hình. Cụ thể là ngƣời xem có thể yêu cầu những chƣơng trình phim
truyện, chƣơng trình thể thao, ca nhạc ... mà mình yêu thích và sẵn sàng trả chi phí cho
việc đáp ứng của nhà cung cấp dịch vụ.
Trên thế giới VOD bắt đầu đƣợc đƣa vào khai thác thƣơng mại từ năm 1990 tại
Hồng Kông [23] và nhanh chóng phát triển trên thế giới. Điển hình là ở Mỹ, đến năm
2010, 80% ngƣời dùng Internet ở Mỹ sử dụng dịch vụ VOD [14]. Số lƣợng thuê bao
VOD cũng tăng vọt qua các năm 2003 có 90 triệu ngƣời sử dụng VOD, năm 2005 có
138 triệu thuê bao và dự kiến hết năm 2015 là hơn 500 triệu khách hàng lựa chọn sử
dụng dịch vụ này [9].
Do đó đề tài “Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD
trên hạ tầng mạng VTVcab” là hết sức thiết thực và cấp bách nhằm triển khai dịch
vụ để khẳng định vị trí là một nhà cung cấp dịch vụ truyền hình trả tiền hàng đầu Việt
Nam của VTVcab, cũng nhƣ khẳng định thƣơng hiệu của VTV trên lĩnh vực phát
thanh truyền hình.
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
3
Các vấn đề nghiên cứu của đề tài
Tổng quan về VOD và các dịch vụ cơ bản, gia tăng trên hệ thống truyền hình
cáp.
Khảo sát hạ tầng, công nghệ, truyền dẫn tại Tổng công ty truyền hình Cáp Việt
Nam - VTVcab.
Đề xuất giải pháp triển khai hệ thống truyền hình tƣơng tác - VOD quy mô nhỏ
trên hệ thống mạng VTVcab nhằm mục đích khách hàng sẽ vẫn xem đƣợc cơ bản
truyền hình số HD, dịch vụ Internet và dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD với một
số ứng dụng cơ bản nhƣ EPG, Multiscreen, quảng cáo tƣơng tác trên cùng một đƣờng
truyền và một số kết quả triển khai thực tế.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu là các dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng
mạng truyền hình Cáp Việt Nam.
Phạm vi nghiên cứu về không gian: Tập trung chính tại VTVCab - Tổng công
ty Truyền hình Cáp Việt Nam - Đài Truyền hình Việt Nam - 43 Nguyễn Chí Thanh,
Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội.
Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc vận dụng một cách tổng hợp nhiều phƣơng pháp
nghiên cứu cơ bản nhƣ: Thống kê, tổng hợp và so sánh, đối chiếu và phân tích.
Kết cấu luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, mục lục và danh mục tài liệu tham khảo, luận văn
đƣợc kết cấu thành 3 chƣơng:
Chƣơng I: TỔNG QUAN VỀ VOD VÀ CÁC DỊCH VỤ GIA TĂNG.
Giới thiệu tổng quan về VOD, các dịch vụ cơ bản, gia tăng và xu thế tương lai.
Chƣơng II: KHẢO SÁT HẠ TẦNG MẠNG VTVCAB.
Khảo sát hạ tầng mạng tại VTVcab, các công nghệ đang sử dụng và định
hướng tương lai.
Chƣơng III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI VOD TẠI VTVCAB.
Đề xuất giải công nghệ, giải pháp triển khai, yêu cầu kỹ thuật để triển khai dịch
vụ VOD dựa trên hạ tầng mạng VTVcab.
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VOD VÀ
CÁC DỊCH VỤ GIA TĂNG
1.1. DỊCH VỤ CƠ BẢN
1.2. DỊCH VỤ GIA TĂNG
1.3. TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TÁC - VOD
1.4. XU THẾ PHÁT TRIỂNCỦA VOD
1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG I
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VOD VÀ CÁC DỊCH VỤ GIA TĂNG
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
5
1.1. DỊCH VỤ CƠ BẢN
Truyền hình cáp hay là một hệ thống các chƣơng trình truyền hình trả tiền theo
thuê bao đƣợc truyền qua tín hiệu tần số vô tuyến đƣợc truyền tải qua cáp đồng trục
hoặc cáp quang. Điều này trái ngƣợc với truyền hình mặt đất truyền thống, trong đó tín
hiệu truyền hình đƣợc truyền qua không khí bằng sóng vô tuyến và nhận tín hiệu bằng
ăng-ten truyền hình đi kèm với TV. Các chƣơng trình FM radio, Internet tốc độ cao,
dịch vụ điện thoại, và các dịch vụ phi truyền hình tƣơng tự cũng có thể đƣợc cung cấp
thông qua các loại cáp trên [14].
Các dịch vụ cơ bản của Truyền hình cáp là các dịch vụ trả tiền theo kiểu truyền
thống phổ biến trên thế giới. Bao gồm các dịch vụ phổ biến sau:
Truyền hình cáp hữu tuyến CATV1
Truyền hình độ nét cao HD
1.1.1. Truyền hình cáp hữu tuyến CATV
Truyền hình cáp hữu tuyến CATV là một phƣơng thức truyền hình sử dụng
công nghệ truyền dẫn tín hiệu âm thanh và hình ảnh đã đƣợc điều chế bằng một hệ
thống các sợi cáp quang liên hợp với cáp đồng trục từ Headend đến từng máy thu.
Công nghệ này có khả năng truyền dẫn đƣợc nhiều kênh chƣơng trình và có chiều
ngƣợc lại. Truyền hình cáp hữu tuyến có rất nhiều ƣu điểm so với truyền hình truyền
thống thông thƣờng, đƣợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế giới cũng nhƣ ở Việt
Nam với số lƣợng thuê bao khá lớn.
Mạng truyền hình cáp thƣờng sử dụng mạng lai ghép cáp quang cáp đồng trục
HFC để truyền tín hiệu truyền hình. Tín hiệu truyền hình đƣợc truyền trực tiếp từ Đài
truyền hình đến tận thuê bao. Vì vậy, tín hiệu truyền hình cáp đến với khách hàng
không bị can nhiễu và ảnh hƣởng từ môi trƣờng bên ngoài, do đó truyền hình cáp có
tính ổn định cao, độ nét tốt, chất lƣợng âm thanh và hình ảnh cùng số lƣợng kênh
chƣơng trình hơn hẳn các dịch vụ truyền hình khác.
Ƣu điểm:
Cung cấp đƣợc nhiều kênh chƣơng trình trên hệ thống
Chi phí lắp đặt không cao
Có thể cung cấp Internet và các dịch vụ gia tăng khác trên cùng hệ thống
Có thể sử dụng độc lập các chƣơng trình TV trong 1 hộ gia đình
Không cần máy phát hình đa kênh, không chiếm tần số không gian, không gây
nhiễu loạn sóng vô tuyến sang các dịch vụ khác.
Nhƣợc điểm:
Hạn chế vùng phục vụ, chủ yếu phục vụ cho những khu vực tập trung dân cƣ
1 CATV: CAble TeleVision hoặc Community Access Television hoặc Community Antenna Television
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
6
Khi chƣa số hoá thì không thể chia đƣợc thành nhiều gói kênh chƣơng trình
Tốn kém chi phí bảo trì bảo dƣỡng mạng, khó khăn trong việc ngầm hoá và gây
mất mỹ quan đô thị
Ở Việt Nam, hiện đây vẫn là dịch vụ cơ bản nhất có tỷ trọng thuê bao và doanh
thu lớn nhất, lên đến gần 5,6 triệu thuê bao, chiếm 83,42% số lƣợng thuê bao truyền
hình trả tiền trải dài trên toàn quốc và chủ yếu tập trung ở các tỉnh thành phố phố lớn.
Chi tiết trong Hình 1.1 về số lƣợng thuê bao và doanh thu các dịch vụ truyền hình trả
tiền tại Việt Nam năm 2012, 2013.
THUÊ BAO
DOANH THU
Hình 1.1: Thuê bao và doanh thu Truyền hình cáp [1, tr 71,73].
Mô hình tổng quan của mạng truyền hình cáp
Hình 1.2 cung cấp mô hình tổng quan của mạng truyền hình cáp, bao gồm 3
thành phần chính:
Hệ thống thiết bị tại trung tâm
Hệ thống mạng phân phối tín hiệu
Thiết bị thuê bao
Hình 1.2: Sơ đồ tổng quan mạng truyền hình cáp
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
7
Trong đó trung tâm thu phát tín hiệu có nhiệm vụ thu các tín hiệu từ anten vệ
tinh và các anten UHF2, VHF3. Sau đó xử lý các tín hiệu đƣợc điều chế, chuyển đổi,
ghép các tần số, ... thành các tín hiệu RF4. Các tín hiệu RF tiếp tục đƣa đến máy phát
quang, để chuyển đổi tín hiệu RF thành tín hiệu quang và truyền trên các vòng quang,
Hub quang có nhiệm vụ liên kết các vòng quang với nhau. Từ các vòng quang này tín
hiệu sẽ đƣợc truyền tới các node quang. Tại đây tín hiệu quang đƣợc chuyển đổi thành
tín hiệu RF và truyền đến các thuê bao thông qua mạng cáp đồng trục.
Hệ thống thiết bị trung tâm:
Master Headend là nơi sản xuất, thu chƣơng trình, các kênh truyền hình trong
nƣớc và quốc tế. Các kênh truyền hình địa phƣơng lân cận có thể đƣợc thu lại bằng các
anten băng tần VHF, UHF hoặc bằng đƣờng truyền dẫn quang. Các kênh truyền hình
quốc tế thì đƣợc thu trực tiếp từ vệ tinh bằng các loại anten parapol.
Tín hiệu thu từ vệ tinh (Vinasat-1, Measat-2,….) đƣợc đƣa vào bộ giải mã, để
tách Video và Audio. Sau giải mã thì tín hiệu đƣợc đƣa vào bộ điều chế để thành tín
hiệu cao tần. Mỗi Modulator5 cho ra 1 tần số RF khác nhau sao cho mỗi kênh cách
nhau khoảng 8Mhz.
Các tín hiệu thu từ anten UHF và VHF thì đƣợc chuyển trực tiếp đến bộ chuyển
đổi để đƣa lên tần số khác với tần số ban đầu. Do tín hiệu thu đƣợc là các tín hiệu RF
nên không cần qua bộ điều chế nhƣ tín hiệu thu từ vệ tinh. Các tần số đƣợc tổng hợp
lại qua bộ combiner sau đó đƣợc chuyển đến mạng phân phối tín hiệu.
Hệ thống mạng phân phối tín hiệu:
Hệ thống mạng phân phối tín hiệu: có chức năng truyền dẫn các tín hiệu truyền
hình cũng nhƣ các dữ liệu từ trung tâm tới các thuê bao và ngƣợc lại. Gồm các bộ phận
là hub, các node quang, các hệ thống truyền dẫn bằng cáp quang và cáp đồng trục.
Hệ thống truyền dẫn cáp quang:
Hệ thống cáp quang gồm máy phát, máy thu quang đặt tại headend, các node
quang và cáp quang.
Chức năng chính của hệ thống cáp quang là vận chuyển tín hiệu từ headend đi
đến những khoảng cách xa với độ suy hao tín hiệu thấp và đảm bảo chất lƣợng dải tín
hiệu.
Hệ thống truyền dẫn cáp đồng trục:
2 UHF: Ultra high frequency - Siêu cao tần từ 300 MHz đến 3 GHz
3 VHF: Very high frequency - Tần số cao từ 30 đến 300 MHz
4 RF: Radio frequency - Tần số vô tuyến
5 Modulator: Điều chế tín hiệu
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
8
Tín hiệu từ các Node quang sẽ đƣợc phân phối tới các điểm thuê bao nhờ hệ
thống cáp đồng trục, các bộ khuyếch đại tín hiệu RF và các bộ chia tín hiệu để phân
phối cho các khách hàng. Hệ thống truyền dẫn cáp đồng trục sẽ đƣợc thiết kế với dung
lƣợng cung cấp tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng dịch vụ của các thuê bao truyền hình
cáp.
1.1.2. Truyền hình độ nét cao HD
Truyền hình độ nét cao HDTV (High-definition television) là hệ thống truyền
hình số quảng bá có độ phân giải cao cho hình ảnh đẹp, sắc nét, màu sắc đa dạng
phong phú kết hợp với hệ thống âm thanh số trung thực, đa kênh tạo ra một dịch vụ có
chất lƣợng nổi trội so với các hệ thống truyền hình truyền thống PAL6, NTSC7,
SECAM8.
Chuẩn truyền hình này đƣa đến cho ngƣời xem không chỉ cảm nhận về chất
lƣợng hình ảnh tốt với độ phân giải cao mà còn mang lại một cảm giác ấn tƣợng về vẻ
đẹp, độ chân thực, độ sâu và kích thƣớc của toàn bộ hình ảnh. Hơn thế nữa, với việc
cung cấp tín hiệu âm thanh vòng surround sound 5.1 đã mang lại cho ngƣời xem một
cảm giác nhƣ đang ngồi trong rạp chiếu phim.
Việc ngƣời dùng chuyển lên HDTV thay thế SDTV9 đƣợc coi là một bƣớc tiến
đáng nhớ cho ngành công nghiệp điện tử gia dụng, tƣơng tự nhƣ việc nhân loại chuyển
từ tivi đen trắng sang tivi màu trƣớc đây.
HDTV sử dụng các kỹ thuật tiên tiến để tăng thêm các chi tiết ảnh và cải tiến
chất lƣợng âm thanh cung cấp tới tivi. Chất lƣợng hình ảnh tƣơng đƣơng với 35 mm
phim camera, chất lƣợng âm thanh tƣơng đƣơng với một máy nghe nhạc compact. Để
đạt đƣợc điều đó HDTV đã tạo thêm các dòng điện tử quét ngang màn hình và thêm
các electron để tạo thêm chi tiết ảnh [5].
Các ƣu điểm của HDTV:
Khuôn hình rộng hơn, hình ảnh có độ sắc nét rõ ràng.
Âm thanh với chất lƣợng cao.
Băng thông sử dụng hẹp.
Khả năng chống xuyên nhiễu tốt, một số hiện tƣợng nhƣ bóng hình hoặc muỗi
không tìm thấy với hệ thống HDTV.
6 PAL: Phase Alternative Line - Hệ truyền hình đƣợc dùng phần lớn ở Châu Âu, châu Á
7 NTSC: National Teltevision System Committee - Hệ truyền hình đƣợc sử dụng hầu hết ở Bắc Mỹ và Nam Mỹ
8 SECAM: Sequential Color with Memory - Hệ truyền hình đƣợc sử dụng ở các nƣớc Pháp, Nga, Đông Âu, và
một số nƣớc của khu vực Trung Đông.
9 SDTV: Standard-Definition TeleVision - Truyền hình độ nét tiêu chuẩn
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
9
Độ phân giải đặc trƣng của hiển thị HD là: 1920x1080 và thiết bị hiển thị với độ
phân giải này đƣợc biết đến với tên Full HD (HD đầy đủ).
Hình 1.3 thể hiện tƣơng quan về độ phân giải HD với các chuẩn khác.
Hình 1.3: Tƣơng quan về độ phân giải HD
Mô hình tổng quan của hệ thống HD
Hình 1.4 thể hiện mô hình tổng quan của hệ thống HD gồm ba thành phần chính
nhƣ sau:
Hình 1.4: Mô hình tổng quan của một hệ thống HDTV
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
10
Hệ thống thiết bị trung tâm
Hệ thống cung cấp và quản lý các chƣơng trình truyền hình: Hệ thống thu tín
hiệu các chƣơng trình truyền hình sau đó qua quá trình xử lý tín hiệu: chèn quảng cáo,
key chữ, mã hoá, điều chế tín hiệu... và chuyển sang mạng phân phối tín hiệu. Các
chƣơng trình có thể thu trực tiếp từ vệ tinh, truyền hình mặt đất, các chƣơng trình tự
sản xuất.
Hệ thống kiểm tra, giám sát: Bao gồm hệ thống monitor để kiểm tra chất lƣợng
cũng nhƣ nội dung các chƣơng trình truyền, hệ thống chuyển đổi nguồn tín hiệu, hệ
thống điều hành toàn bộ hoạt động của trung tâm thu phát và mạng phân phối tín
hiệu...
Hệ thống mạng phân phối tín hiệu
Hệ thống mạng phân phối tín hiệu có chức năng truyền dẫn các tín hiệu truyền
hình cũng nhƣ các dữ liệu từ trung tâm tới các thuê bao và ngƣợc lại.
Thiết bị đầu cuối thuê bao
Đây là các thiết bị làm chức năng giải mã tín hiệu cung cấp tới tivi. Toàn bộ quá
trình xử lý tín hiệu đƣợc tích hợp trong một hộp nhỏ gọi là STB, nối tới tivi qua chuẩn
HDMI10.
10 HDMI: High-Definition Multimedia Interface - Giao diện đa phƣơng tiện độ phân giải cao
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
11
1.2. DỊCH VỤ GIA TĂNG
1.2.1. Internet trên truyền hình cáp
Dịch vụ Internet băng thông rộng trên mạng truyền hình cáp là sự kết hợp giữa
cáp quang và cáp đồng trục, mạng truyền hình cáp hữu tuyến đáp ứng các yêu cầu về
băng thông rộng với tốc độ cao.
Với dịch vụ này, thay vì phải kéo đƣờng dây Internet riêng, khách hàng chỉ cần
lắp đặt cable modem chuyên dụng vào đƣờng cáp của truyền hình để vừa có thể vừa
xem truyền hình cáp vừa truy nhập Internet tốc độ cao.
Hình 1.5 thể hiện mô hình tổng quan của hệ thống Internet.
Hình 1.5: Mô hình tổng quan của hệ thống Internet trên truyền hình cáp
Để truyền tải dữ liệu Downstream11 và Upstream12 cần phải có 2 thiết bị riêng
biệt: Cable Modem13 cho phía ngƣời sử dụng và CMTS phía nhà cung cấp.
Thiết bị CMTS có các tính năng giống nhƣ DSLAM14 trong hệ thống xDSL15.
CMTS tiếp nhận các luồng dữ liệu từ phía ngƣời sử dụng và định hƣớng chúng tới một
ISP16 để nối vào Internet.
1.2.2. Truyền hình qua Internet IPTV
IPTV (Internet Protocol Television): Truyền hình giao thức Internet là một hệ
thống dịch vụ truyền hình kỹ thuật số đƣợc phát đi nhờ vào giao thức Internet thông
qua một hạ tầng mạng, mà hạ tầng mạng này có thể bao gồm việc truyền thông qua
11 Downstream: luồng dữ liệu xuống
12 Upstream: luồng dữ liệu lên
13 Cable Modem: Một thiết bị đặt ở phía khách hàng thực hiện chức năng điều chế và giải điều chế các tín hiệu từ
CMTS
14 DSLAM: Digital Subscriber Line Access Multiplexer - Bộ ghép kênh truy nhập đƣờng dây thuê bao số tập
trung
15 xDSL: Digital Subcriber Line - Kênh thuê bao số
16 ISP: Internet Service Provider - Nhà cung cấp dịch vụ Internet
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
12
một kết nối băng thông rộng. Một định nghĩa chung của IPTV là truyền hình, nhƣng
thay vì qua hình thức phát hình vô tuyến hay truyền hình cáp thì lại đƣợc truyền phát
hình đến ngƣời xem thông qua các công nghệ sử dụng cho các mạng máy tính [14].
IPTV có một số điểm đặc trƣng sau:
Hỗ trợ truyền hình tƣơng tác
Dịch chuyển thời gian xem
Mang tính cá nhân
Yêu cầu băng thông thấp
Nhiều thiết bị có thể sử dụng đƣợc
Hình 1.6 thể hiện sơ đồ tổng quan của hệ thống IPTV, bao gồm các thành phần
chính nhƣ sau:
Hình 1.6: Sơ đồ khối hệ thống IPTV
Headend - Trung tâm dữ liệu IPTV
Cũng đƣợc biết đến là “đầu cuối - headend”. Trung tâm dữ liệu IPTV nhận nội
dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phƣơng, các nhà tập hợp nội
dung, nhà sản xuất, qua đƣờng cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh. Ngay khi nhận đƣợc
nội dung, một số các thành phần phần cứng khác nhau nhƣ thiết bị mã hóa, các máy
chủ video, bộ định tuyến IP và thiết bị bảo mật dành riêng đƣợc sử dụng để chuẩn bị
nội dung video cho việc phân phối qua mạng dựa trên IP. Thêm vào đó, hệ thống quản
lý thuê bao đƣợc yêu cầu để quản lý hồ sơ và phí thuê bao của những ngƣời sử dụng.
Mạng truyền dẫn băng thông rộng
Việc truyền dẫn dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm - điểm. Trong trƣờng hợp
triển khai IPTV trên diện rộng, số lƣợng các kết nối điểm - điểm tăng đáng kể và yêu
cầu độ rộng băng thông của cơ sở hạ tầng khá rộng. Sự tiến bộ trong công nghệ mạng
trong những năm qua cho phép những nhà cung cấp viễn thông thỏa mãn một lƣợng
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
13
lớn yêu cầu độ rộng băng thông mạng. Hạ tầng truyền hình cáp dựa trên cáp đồng trục
lai cáp quang và các mạng viễn thông dựa trên cáp quang rất phù hợp để truyền tải nội
dung IPTV.
Thiết bị người dùng IPTV
Thiết bị ngƣời dùng IPTV là thành phần quan trọng trong việc cho phép mọi
ngƣời có thể truy xuất vào các dịch vụ IPTV. Thiết bị này kết nối vào mạng băng rộng
và có nhiệm vụ giải mã và xử lý dữ liệu video dựa trên IP gửi đến. Thiết bị ngƣời dùng
hỗ trợ công nghệ tiên tiến để có thể tối thiểu hóa hay loại bỏ hoàn toàn ảnh hƣởng của
lỗi, sự cố mạng khi đang xử lý nội dung IPTV.
Mạng gia đình
Mạng gia đình kết nối với một số thiết bị kĩ thuật số bên trong một diện tích
nhỏ. Nó cải tiến việc truyền thông và cho phép chia sẻ tài nguyên kĩ thuật số đắt tiền
giữa các thành viên trong gia đình. Mục đích của mạng gia đình là để cung cấp việc
truy cập thông tin, nhƣ là tiếng nói, âm thanh, dữ liệu, giải trí, giữa những thiết bị khác
nhau trong nhà. Với mạng gia đình, ngƣời dùng có thể tiết kiệm tiền và thời gian bởi vì
các thiết bị ngoại vi nhƣ là máy in và máy scan, cũng nhƣ kết nối Internet băng rộng,
có thể đƣợc chia sẻ một cách dễ dàng.
1.2.3. Các dịch vụ giá trị gia tăng khác
OTT (Over-The-Top): là dịch vụ giá trị gia tăng triển khai trên nền tảng
internet, cùng với sự bùng nổ của thị trƣờng smartphone thì các dịch vụ VoiIP17, Video
Phone …. phát triển mạng trên cả hệ thống smart TV, các dòng smart TV hiện nay có
kết nối Internet đều có thể xem đƣợc các dịch vụ truyền hình qua Internet nhƣ:
Youtube, và các chƣơng trình truyền hình trực tuyến.
Livebox: là thiết bị giải trí HD thế hệ mới, tính năng của livebox cũng tƣơng tự
nhƣ một số đầu phát HD (nhƣ xem phim full HD, 3D qua USB, ổ cứng ngoài), tuy
nhiên livebox lại hỗ trợ rất mạnh việc streaming qua mạng Internet (xem HD trực
tuyến, không phí tháng), đồng thời livebox có khả năng tƣơng đƣơng với 1 chiếc PC
loại nhỏ dùng để đọc báo online, nghe nhạc, chơi game, cài đặt các chƣơng trình học
tập, làm việc, check mail, chat , lƣớt facebook….trên màn hình TV độ nét cao.
Sản phẩm livebox là xu hƣớng giải trí gia đình trong tƣơng lai, hiện tại trên thế
giới các sản phẩm tƣơng tự đã và đang phổ biến mạnh mẽ. Tại Mỹ và châu Âu các
dòng sản phẩm nhƣ: Apple TV, Roku, Boxee, Vizion đã và đang phát triển mạnh mẽ,
tốc độ tiệu thụ từ vài trăm ngàn chiếc một quý đã lên tới hàng triệu và cạnh tranh trực
tiếp với truyền hình cáp, truyền hình kĩ thuật số….
17 VoIP: Voice over Internet Protocol - Truyền giọng nói trên giao thức IP
Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tƣơng tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab
Tải về để xem bản đầy đủ
66 trang
29/03/2022
4160
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu triển khai dịch vụ truyền hình tương tác - VOD trên hạ tầng mạng VTVcab", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_van_nghien_cuu_trien_khai_dich_vu_truyen_hinh_tuong_tac.pdf
