MỞ ĐẦU Sự phát triển của mạng Internet toàn cầu nói riêng và công nghệ thông tin nói chung đã đem lại tiến bộ và phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật. Internet không những đã rút ngắn khoảng cách về không gian, thời gian mà còn mang lại cho mọi người, mọi quốc gia và cả thế giới những lợi ích to lớn. Tốc độ phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin là một trong những thành tựu to lớn, có vai trò quan trọng và tầm ảnh hưởng rộng khắp. Với sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet băng rộng còn làm thay đổi cả về nội dung và kỹ thuật truyền hình.
Hiện nay truyền hình có nhiều dạng khác nhau: truyền hình số, truyền hình vệ tinh, truyền hình cable, truyền hình cho các thiết bị cầm tay, truyền hình Internet và IPTV (Internet Protocol Television-Truyền hình qua giao thức Internet. IPTV đang là cấp độ cao nhất và là công nghệ truyền hình của tương lai. Sự vượt trội trong kỹ thuật truyền hình của IPTV là tính năng tương tác giữa hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động về thời gian và khả năng triển khai nhiều dịch vụ giá trị gia tăng tiện ích khác trên hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Hiện nay trên thế giới đã có một số quốc gia triển khai thành công IPTV.
Theo nhiều chuyên gia dự báo thì tốc độ phát triển của các thuê bao IPTV sẽ nhân đôi theo từng năm. Ở Việt Nam, hiện nay đã có một số nhà cung cấp dịch vụ thử nghiệm IPTV trên mạng Internet băng rộng ADSL. Đồng thời với sự phát triển của công nghệ Internet băng rộng là những tiến bộ vượt bậc trong việc nghiên cứu và triển khai truyền tín hiệu thông tin trong mạng điện lực PLC. Các loại modem PLC hiện nay có thể truyền với tốc độ 200Mbit/s với khoảng cách 300m.
Do vậy chúng được ứng dụng TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2 truyền các tín hiệu truyền hình IPTV trong một tòa nhà lớn hay trong một hộ gia đình. Luận văn này tập trung chủ yếu vào nghiên cứu truyền hình IPTV trong mạng điện lực sử dụng modem PLC tốc độ cao. Các tài liệu sử dụng trong luận văn này chủ yếu được lấy từ Internet và sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo trong trường Đại học Công nghệ, các chuyên gia của các hãng cung cấp giải pháp IPTV và thiết bị PLC tốc độ cao, đặc biệt là TS Hồ Văn Sung - Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội và các đồng nghiệp. Luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót và còn tiếp tục được hoàn thiện, do vậy tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp của các Thầy , Cô, bạn bè để thảo luận ngày càng được hoàn thiện và nghiên cứu sâu hơn.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH IPTV 1. IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television - truyền hình trên nền giao thức mạng Internet. Truyền hình IPTV phát triển cung với sự bùng nổ của kỉ nguyên Internet. Đặc biệt khi hạ tầng mạng Internet đáp ứng được băng thông để truyền tín hiệu video.
Truyền video là một dịch vụ yêu cầu băng thông lớn. Ở nước ta hiện nay mạng ADSL đã trở nên phổ biến trong mấy năm gần đây. Tốc độ phát triển Internet băng rộng ở Việt Nam rất cao chủ yếu là dịch vụ ADSL. Cùng với sự phát triển đó, công nghệ nén video ngày càng tiến bộ, cho phép truyền video ở tốc độ thấp nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng hình ảnh.
Chuẩn nén video mới nhất hiện nay là MPEG-4/AVC đã đạt hiệu suất nén gấp 2 lần so với nén MPEG-2. Với các điều kiện phát triển trên thì IPTV có điều kiện phát triển, và triển khai trên diện rộng như một dịch vụ của mạng truy cập Internet băng rộng. IPTV là dịch vụ truyền tải hình ảnh kỹ thuật số tới người sử dụng qua giao thức Internet với kết nối băng thông rộng. Dịch vụ này thường được cung cấp kèm theo với xem phim theo yêu cầu và có thể bao gồm luôn các dịch vụ Internet như truy cập web và dịch vụ VoIP.
Đối với người dùng cuối: IPTV có thể hiểu đơn giản là một dịch vụ video tích hợp trên nền mạng Internet băng thông rộng sẵn có bởi một thiết bị giải mã (SetTopBox) và một màn hình TV. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 4 Mạng băng rộng Bộ giải mã Switch Router TV Hình 1.1: Thiết bị IPTV Đối với nhà cung cấp dịch vụ: IPTV là hệ thống cung cấp dịch vụ truyền hình và Video trên nền tảng IP băng thông rộng. * Các nhân tố hình thành IPTV - Hệ thống thiết bị trung tâm. - Mạng truy nhập.
- Thiết bị đầu cuối khách hàng Mạng gia đình IP STB PLC Video Server Mạng truy nhập Mạng lõi (xDSL, Wimax) PC Lưu trữ VoD Switch Router Hộ gia đình Máy chủ Video nhà Đến các gia đình cung cấp dịch vụ IPTV Mạng truy nhập (xDSL, Wimax) Hình 1.2: Các thành phần của IPTV TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 5 Truyền trong môi trường IP, nên IPTV có thể hỗ trợ nhiều loại dịch vụ khác nhau được phân thành 2 nhóm chính: - Các dịch vụ cơ bản: truyền hình trực tuyến LiveTV, VOD, NVOD - Các dịch vụ gia tăng: trò chơi trực tuyến, thông tin video.2 Ƣu điểm của IPTV - Dịch vụ IPTV cho phép khách hàng có sự tương tác với các dịch vụ truyền hình. Khách hàng sẽ không ở thế bị động như khi chỉ nhận được những gì mà đài truyền hình phát sóng. Khách hàng được quyền lập danh sách các kênh yêu thích, chọn lựa phim ảnh và chương trình ca nhạc. - IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phát hành chương trình theo yêu cầu.
Khách hàng có thể xem tại nhà các bộ phim mới nhất trên thị trường bằng cách gửi yêu cầu đến hệ thống nhà cung cấp dịch vụ. Khách hàng cũng có thể xem lại các trận đấu bóng đá mà không phụ thuộc vào thời gian phát lại như của Đài truyền hình. - Dịch vụ IPTV cho phép khách hàng xem các chương trình truyền hình có độ phân giải cao từ máy tính mà không cần các thiết bị thu đặc biệt. Nó được vận hành giống như dịch vụ điện thoại đường dài qua Internet (VoIP).
- Dịch vụ IPTV cho phép khách hàng sử dụng truyền hình để thực hiện các ứng dụng trên internet như: lướt web, chat, điện thoại internet VoIP, hội thoại có hình ảnh, … Hệ thống thiết bị cho phép đấu nối các thiết bị ngoại vi như chuột, bàn phím để có thể thao tác như một máy tính thông thường. - Dịch vụ IPTV còn cho phép khách hàng tiến hành các giao dịch trực tiếp trên truyền hình như: TV shopping, mua bán chứng khoán, game show truyền hình… Các giao dịch này được thực hiện và hiển thị trên màn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 6 hình TV thông qua các phím bấm trên bộ điều khiển từ xa của settopbox và tivi. - Cuối cùng, dịch vụ IPTV luôn đảm bảo được yếu tố quan trọng của truyền hình là cung cấp được nhiều kênh với độ phân giải cao, chất lượng âm thanh hình ảnh tốt, không bị nhiễu do điều kiện thời tiết, không bị biến dạng thành nhiều bóng khi bị che chắn bởi các tòa nhà cao tầng… Tóm lại, với đặc điểm nổi bật là tính tương tác với các dịch vụ hấp dẫn, truyền hình theo yêu cầu (VoD, NVoD), các trò chơi truyền hình tương tác, dịch vụ ghi hình, TV mua sắm,… mà vẫn giữ được yếu tố quan trọng của truyền hình là độ phân giải cao, chất lượng hình ảnh tốt, dịch vụ IPTV thực sự trở thành một loại hình dịch vụ mới mẻ có sức hấp dẫn cao khi được cung cấp.1: Bảng so sánh các dịch vụ cung cấp của các dạng truyền hình Các đặc điểm đánh giá Loại hình Theo Truy Trực Tương Chất Băng truyền hình yêu cập tiếp tác lượng thông cầu Internet Truyền hình thông Có - - Có - - thường Truyền hình cáp Có - - Có - Có Truyền hình kỹ thuật số Có - - Có - - Truyền hình trực tuyến Có Có Có - Có Có IPTV Có Có Có Có Có Có 1.3 Nhu cầu thực tế của IPTV Theo nhóm nghiên cứu đa phương tiện (MRG) trong ”Dự đoán IPTV toàn cầu năm 2005-2009”: tố c đô ̣ phát triển IPTV rấ t cao : gần 1. Thị trường IPTV trên thế giới phát triển ở mức tăng kép hàng năm 78% lên tới 36,9 triệu người sử dụng vào năm 2009.
Doanh thu dich ̣ vu ̣ còn tăng kịch tính hơn trong cùng thời kỳ, từ 880 triệu USD tới 9,9 tỷ USD. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 7 Theo Infoma: tốc độ IPTV tăng nhanh vào 5 năm tới và đạt 25.9 triệu thuê bao IPTV vào cuối năm 2010. Theo nghiên cứu TDG: doanh thu IPTV toàn cầu sẽ trên 17 tỷ USD vào năm 2010. Và trên thực tế, dịch vụ IPTV đã được triển khai và đạt được thành công ở nhiều nơi như Italy (FastWeb), HongKong (PCCW), Canada (Manitoba) và Japan (Yahoo BB).
Hệ thống thiết bị trung tâm Broadband Access network To home Region #1 IRD (xDSL, Wimax, FTTH) Relay Server System RF in Region #1 IRD Mạng truy nhập IRD Broadband Access network Video Storage DVD/VTR Video Encoder System To home Region #1 (xDSL, Wimax, FTTH) Relay Server System Region #64 To home Mạng lõi Billing System Middleware Server VoD Server Server CA Broadband Power Line Switch Router Communications Encryptor For Homes System IP Core Network And Multicast and Management Server DHCP Server Application Server Firewall Unicast Enabled Database Server System Administrator and Monitor System IP-STB TV Khách hàng Hình 1.3: Mạng phân phối IPTV. - Ngay trong năm 2005 lượng thuê bao đã đạt được là 300.000, dự đoán con số thuê bao có thể tăng trưởng lên tới từ 3 – 6 triệu vào năm 2010. - IPTV được triển khai với băng thông 2M với kỹ thuật nén MPEG4 H.264 cho tivi thường và 6 M đối với HDTV. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 8 - Các dịch vụ triển khai trên IPTV đến với người sử dụng: * Live TV: Truyền trực tuyến * VOD: Truyền hình theo yêu cầu * ROD: Dịch vụ ghi hình theo yêu cầu * NVOD: Xem chương trình theo lịch phát sóng.
Với sự phát triển của băng thông rộng, sự phát triển của nội dung dịch vụ, dịch vụ IPTV thực sự sẽ trở thành dịch vụ gia tăng chính trên mạng băng thông rộng. Lựa chọn chuẩn nén tín hiệu video cho IPTV. MPEG-1: chất lượng video tương đương với VCD tốc độ đạt 1. MPEG-2: chất lượng video tương đương với DVD tốc độ từ 2-6Mbit/s.
MPEG-4: cho phép tốc độ video giảm nhưng chất lượng video vẫn tương đương DVD, có khả năng truyền HDTV.