ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ --------------------oOo--------------------- BÙI THANH QUANG XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỘI NGHỊ TRUYỀN HÌNH CHẤT LƯỢNG CAO TRÊN MẠNG IP LUẬN VĂN THẠC SỸ Hà Nội - 2006 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ -------------oOo------------- Bùi Thanh Quang XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỘI NGHỊ TRUYỀN HÌNH CHẤT LƯỢNG CAO TRÊN MẠNG IP Ngành: Công nghệ điện tử viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc Mã số: 2.00 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TSKH Huỳnh Hữu Tuệ Hà Nội - 2006 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1 MỤC LỤC MỤC LỤC …………………………………………………………………………….1 DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT………………………………………4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ………………………………………….6 LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………………8 CHƢƠNG 1: BỘ GIAO THỨC TRÊN MẠNG IP ………………………………. Giới thiệu về TCP/IP…………………………………………………. Giao thức IP………………………………………………….
Giao thức TCP…………………………………………………. Giao thức UDP…………………………………………………. Giao thức khởi tạo phiên SIP…………………………………………. Các giao thức có trong SIP……………………………………………….
Các phần tử có trong họ giao thức SIP…………………………………. Các bản tin SIP…………………………………………………. Tiến trình cuộc gọi………………………………………………. Họ giao thức H.
Các giao thức có trong H.225 Đăng ký, thu nhận và trạng thái RAS………………….225 Báo hiệu cuộc gọi……………………………………….245 báo hiệu điều khiển ……………………………………. Giao thức truyền thời gian thực (RTP)………………………. Giao thức điều khiển truyền thời gian thực (RTCP)………. Các thành phần của mạng H.
Các thiết bị đầu cuối…………………………………………….4 Đơn vị điều khiển đa điểm (MCU)………………………………. So sánh giữa H. Các phƣơng pháp truyền video trên mạng IP………………………………. Phương pháp lai IP/Overlay Multicast……………………………….35 CHƢƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT NÉN VÀ CHUẨN NÉN AUDIO …….
Nguyên lý chung của bộ mã hoá CELP. Nguyên lý mã hoá CS-ACELP………………………………………. Nguyên lý chung của bộ mã hoá………………………………. Nguyên lý bộ mã hoá CS-ACELP……………………………….
Nguyên lý bộ giải mã CS-ACELP……………………………….44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nguyên lý bộ mã hoá G. Nguyên lý bộ giải mã G. Chuẩn nén GSM 06.
51 CHƢƠNG 3: CÁC KỸ THUẬT NÉN VÀ CHUẨN NÉN VIDEO. Giới thiệu về nén video………………………………………………………. Các phƣơng pháp nén video…………………………………………. Phép biến đổi cosin rời rạc (DCT)……………………………….
Mã hoá video dùng biến đổi DCT dựa vào khối. Lượng tử hoá……………………………………………………. Mã hoá trong ảnh và mã hoá liên ảnh……………………. Ước lượng vectơ chuyển động.
Mã hoá mẫu theo đường Zigzac………………………………. Mã hoá theo chiêu dài thay đổi………………………………. Phương pháp mã hoá dựa vào phân đoạn……………………. Mã hoá dựa vào mô hình.
Mã hoá băng con………………………………………………. Mã hoá dựa vào vectơ quy ước. Các chuẩn nén video……………………………………………………. Mã hoá và giải mã JPEG……………………………….
Phân cấp cấu trúc số liệu video ……………………. Đặc điểm của M-JPEG………………………………. Cấu trúc ảnh …………………………………………. Cấu trúc dòng bit MPEG video…………………………….
Nguyên lý nén MPEG………………………………………. Nguyên lý của bộ mã hoá và giải mã H. Những đặc điểm nối bật của chuẩn H.82 CHƢƠNG 4: CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ HỘI NGHỊ TRUYỀN HÌNH…. Những tham số cơ bản về chất lƣợng dịch vụ Hội nghị truyền hình.
Tổn thất gói tin……………………………………………………………. Trễ và biến động trễ………………………………………………………. Một số phƣơng pháp bảo đảm chất lƣợng dịch vụ hội nghị truyền hình…. Phương pháp ước đoán trễ tái tạo……………………………………….
Điều chỉnh tốc độ mã hoá…………………………………………………. Phƣơng pháp đánh giá và cấu hình đo kiểm…………………………………. Đánh giá chất lượng tiếng nói và hình ảnh……………………………. Đánh giá độ trễ…………………………………………………………….
Kiểm tra giá trị dataloss.92 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.93 CHƢƠNG 5: CÁC HỆ THỐNG HỘI NGHỊ TRUYỀN HÌNH HIỆN NAY…. Phân loại dựa trên công nghệ truyền dẫn, chuyển mạch. Phân loại dựa vào số lƣợng ngƣời tham gia tại mỗi điểm hội nghị. Hệ thống hội nghị truyền hình cá nhân (desktop system)…………….
Hệ thống hội nghị truyền hình bàn tròn (roll-about systems)………. Hệ thống hội nghị truyền hình phòng họp (room systems).105 CHƢƠNG 6: XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIAO BAN TRUYỀN HÌNH – TRUNG TÂM NHIỆT ĐỚI VIỆT – NGA………………………. Giới thiệu về Trung tâm Nhiệt đới Việt – Nga………………………………. Xây dựng hệ thống giao ban xa………………………………………………….
Yêu cầu hệ thống……………………………………………………………. Giải pháp xây dựng hệ thống giao ban xa……………………………….1 Sơ đồ tổng thể hệ thống…………………………………………. Sơ đồ đấu nối mạng và luồng dữ liệu của hệ thống …………. Sơ đầu nối carrd trong hệ thống trung tâm ………………….
Các chức năng điều khiển hệ thống hội nghị ……………………………120 6. Kiểm định chất lượng hệ thống…………………………………………….…127 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….130 PHỤ LUC II……………………………………………………………………………. 131 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 LỜI NÓI ĐẦU Mấy năm trở lại đây báo chí và các phương tiện truyền thông đại chúng đã đề cập đến nhiều khái niệm mới như siêu lộ thông tin, mạng LAN, mạng WAN, Internet, đào tạo từ xa, khám bệnh từ xa. Tất cả những khái niệm ấy đều gắn kết với một loại hình dịch vụ mới đó là hội nghị truyền hình.
Hội nghị truyền hình là loại hình dịch vụ multimedia tương tác trên các mạng ATM, ISDN, LAN, WAN, Internet v.v… Hệ thống hội nghị truyền hình cho phép trao đổi thông tin giữa một khách hàng với một khách hàng, giữa một khách hàng với một nhóm khách hàng, hoặc giữa một nhóm khách hàng này với một nhóm khách hàng khác, thông tin trao đổi không chỉ là văn bản mà còn kết hợp cả hình ảnh và âm thanh (tiếng nói) theo thời gian thực. Trước đây việc giảm chi phí đi lại là động lực kích thích chủ yếu để các công ty sử dụng hệ thống hội nghị truyền hình (HNTH), tuy nhiên đến nay người ta đã nhận thấy hệ thống hội nghị truyền hình (HNTH) là một hệ thống có tính chiến lược làm tăng sức mạnh cạnh tranh cho công ty, là yếu tố sống còn để phát triển bền vững trong xã hội thông tin. Vì thế Hội nghị truyền hình ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong kinh doanh, trong nghiên cứu khoa học, quân sự, y tế và giáo dục. Với tính hữu dụng của HNTH đến nay nó đã trở thành một nhu cầu thiết yếu của cuộc sống, không chỉ riêng các chính phủ, các tổ chức, công ty sử dụng mà nó đã trở thành nhu cầu phổ biến của cá nhân và gia đình.
Công nghệ về phần mềm cũng như truyền dẫn trong các hệ thống HNTH hiện nay cần băng thông rất lớn mới đảm bảo chất lượng. Vì vậy HNTH mới triển khai được trên các mạng ATM và ISDN và thường phải thuê kênh riêng như trong lĩnh vực y tế nên giá thành chi phí cho hệ thống HNTH là rất cao. Còn các hệ thống HNTH trên Internet hiện nay do băng thông hạn chế nên mới chỉ đáp ứng dịch vụ với chất lượng thấp. Để đảm bảo chất lượng cao cho HNTH trên mạng IP cần phải giải quyết rất nhiều khó khăn như giao thức truyền theo thời gian thực, truyền video với băng thông nhỏ, tránh tắc nghẽn khi hệ thống có số lượng lớn v.v…Tuy nhiên khi hệ thống sử dụng trên mạng IP sẽ có chi phí thấp, thân thiện với người sử dụng, phù hợp với xu thế phát triển của mạng viễn thông là khai thác mạng và dịch vụ sử dụng IP làm nền tảng truyền dẫn cho các loại dịch vụ trong tương lai.
Kết hợp với những thành tựu về công nghệ nén video cũng như sự phát triển vượt bậc về công nghệ phần cứng có thể giải LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9 quyết được những khó khăn trên. Từ đó đưa ra đề xuất “Xây dựng hệ thống hội nghị truyền hình chất lượng cao trên mạng IP”. Nhằm giải quyết những vấn đề khó khăn khi thực hiện xây dựng hệ thống hội nghị truyền hình trên mạng IP. Luận văn được chia thành 6 chương.
Trình bày về các giao thức trên mạng IP, phương thức truyền tải trên mạng IP Chương 2. Trình bày về các kỹ thuật nén âm thanh Chương 3. Trình bày về các kỹ thuật nén video Chương 4. Trình bày về QoS, và các phương pháp đảm bảo QoS cho hội nghị truyền hình trên mạng IP.
Trình bày về Các hệ thống hội nghị truyền hình hiện nay Chương 6. Xây dựng hệ thống hội nghị truyền hình – Trung tâm nhiệt đới Việt - Nga. Phụ lục Kết quả đo kiểm hệ thống giao ban truyền hình LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 CHƢƠNG1. BỘ GIAO THỨC TRÊN MẠNG IP Mạng IP là mạng chuyển mạch gói hoạt động dựa trên bộ giao thức TCP/IP.
Mạng Internet hiện tại đang sử dụng bộ giao thức này và nó được coi là nền tảng cho việc xây dựng một mạng truyền thông tích hợp cho cả thoại và dữ liệu. Ngoài ra để đảm bảo việc cung cấp dịch vụ multimedia trên mạng IP còn dựa trên họ giao thức H323 của ITU và SIP của IETF (Internet Engineering Task Force). H323 của ITU được thiết kế để chạy trên mọi mạng chuyển mạch gói nên không tối ưu cho mạng IP. Giao thức SIP được IETF phát triển để sử dụng cho riêng mạng IP.
Do sự tích hợp hoàn toàn với họ giao thức IP nên nó có một số ưu thế so với H323 khi chạy trên IP. Giới thiệu về TCP/IP Họ giao thức TCP/IP được phát triển từ những năm 1970 bởi hai tác giả Vint Cerf và Robert Kahn, ban đầu cùng tồn tại với giao thức NCP (Network Control Protocol) nhưng tới năm 1983 thì TCP/IP đã thay thế hoàn toàn giao thức NCP. TCP/IP là sự kết hợp của hai giao thức điều khiển truyền TCP (Transmission Control Protocol) và giao thức Internet (Internet Protocol). TCP/IP là những cơ chế truyền thông dữ liệu chủ yếu mà nhờ đó Internet phát triển nhanh chóng.
Tuy nhiên trong thực tế, TCP/IP không đơn thuần chỉ là sự kết hợp của hai giao thức trên mà nó còn bao hàm tất cả các giao thức họ TCP/IP – là một hệ thống các phần mềm cung cấp dịch vụ trên mạng. Có một số ưu điểm của TCP/IP như sau: Giao thức chuẩn mở không giới hạn và sẵn sàng phát triển độc lập với phần cứng và hệ điều hành. Do nó được hỗ trợ bởi nhiều nhà cung cấp. TCP/IP lý tưởng cho việc hợp nhất phần cứng và phần mềm khác nhau, ngay cả khi truyền thông trên Internet.
Sự độc lập rành mạch với phần cứng vật lý của mạng cho phép TCP/IP hợp nhất các mạng khác nhau. TCP/IP có thể chạy trên mạng Ethernet, mạng Token ring, mạng quay số (Dial-up line), mạng X.25 mạng ảo và trên mọi môi trường vật lý truyền thông. Một sơ đồ địa chỉ dùng chung cho phép mỗi thiết bị TCP/IP có duy nhất một địa chỉ trên mạng ngay cả khi đó là mạng toàn cầu Internet. Hỗ trợ mô hình client-server, mô hình mạng bình đẳng, hỗ trợ kỹ thuật dẫn đường động.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11 Kiến trúc của TCP/IP: Kiến trúc phân tầng của TCP/IP cũng tuân theo nguyên tắc phân tầng của mô hình tham chiếu OSI. TCP/IP được phân ra thành 4 tầng tương ứng với mô hình OSI như sau: Các ứng dụng Lớp ứng dụng và dịch vụ Lớp trình bày Lớp phiên TCP UDP Lớp truyền tải IP Lớp mạng Lớp 1 và 2 Lớp 1 và 2 Hình 1.1 So sánh giữa TCP/IP và mô hình OSI Từ hình 1.