1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
HUỲNH TRUNG PHÚC NGHIÊN CỨU VÀ LỰA CHỌN CÁC TIÊU CHUẨN
CHO MẠNG CUNG CẤP DỊCH VỤ IPTV CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

MÃ SỐ: 60.52.70

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2010
2Luận văn được hoàn thành tại:
Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

nhiều các công ty viễn thông trên thế giới. IPTV có thể cung cấp cả
tín hiệu truyền hình, Video song song với các dịch vụ đa phương tiện
khác trên cùng một kết nối Internet. Cụ thể, IPTV sử dụng một kết
nối băng rộng và một hệ thống mạng phân phối các chương trình
truyền hình sử dụng giao thức IP.
Tuy nhiên do công nghệ IPTV còn mới mẽ, các tổ chức trên
thế giới nhất là ITU chưa đưa ra bộ tiêu chuẩn cho công nghệ IPTV.
Trong khi đó ở Việt Nam có nhiều nhà cung cấp dịch vụ IPTV có thể
được triển khai trên nhiều mạng truy nhập khác nhau. Do vậy cần
phải có các tiêu chuẩn cho hệ thống IPTV phù hợp với các mạng
Viễn thông hiện nay của Việt Nam. Xuất phát từ ý tưởng đó, luận
văn sẽ nghiên cứu các tiêu chuẩn tín hiệu cho hệ thống IPTV. Đồng
thời đề xuất tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống IPTV theo xu hướng
thống nhất các tiêu chuẩn trên thế giới.
Đề tài “Nghiên cứu và lựa chọn các tiêu chuẩn cho mạng cung
cấp dịch vụ IPTV”. Nội dung của báo cáo được trình bày trong 3
chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV
Chương 2: Các tiêu chuẩn của hệ thống IPTV và đề xuất tiêu
chuẩn cho hệ thống IPTV ở Việt Nam.
Chương 3: Nghiên cứu đề xuất giải pháp triển khai IPTV tại
Thành phố Đà Nẵng
4

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP
DỊCH VỤ IPTV

1.1. TỔNG QUAN VỀ IPTV
1.1.1. Khái niệm IPTV

- Hệ thống Middleware
- Hệ thống phân phối nội dung
- Hệ thống quản lý bản quyền (DRM)
- Mạng truy nhập
- Set-top-Box (STB)
- Hệ thống quản lý mạng và tính cước
1.2.3. Các hình thức phân phối IPTV
Hiện nay có ba phương thức dùng để phân phối nội dung
IPTV qua mạng IP đó là: Unicast, Broadcast, Multicast.
6

1.2.4. Các vấn đề kỹ thuật và công nghệ cho IPTV
- Vấn đề xử lý nội dung
- VoD và Video server
- Các hệ thống hỗ trợ hoạt động
1.3. CÁC DỊCH VỤ VÀ ỨNG DỤNG IPTV
1.3.1. Truyền hình quảng bá kỹ thuật số
Chức năng của truyền hình quảng bá thông thường, truyền
hình cáp và vệ tinh là cung cấp tất cả các kênh đồng thời tới nhà
thuê bao. Tuy nhiên, IPTV chỉ phân phối các kênh mà khách hàng
muốn xem và nó có khả năng cung cấp không giới hạn số kênh này.
1.3.2. Video theo yêu cầu VoD
VoD là dịch vụ cung cấp các chương trình truyền hình dựa
trên các yêu cầu của thuê bao.
1.3.3. Quảng cáo có địa chỉ
Thông tin, tin nhắn đặc biệt hoặc nội dung đa phương tiện giữa
thiết bị và khách hàng dựa trên địa chỉ của họ gọi là quảng cáo có địa
chỉ.
1.4. SỬ DỤNG HẠ TẦNG MẠNG VIỄN THÔNG ĐỂ TỔ
CHỨC MẠNG IPTV

Audio
MUX DE -
MUX

Chuyển mã

(mã chập,

mã xoắn)

Mã hóa
kênh

Điều
chế phát Giải
mã
kênh Giải mã


mẫu đã cho và trị dự báo được tạo ra từ các mẫu trước đó.
+ Xử lý giải tương hỗ trong kỹ thuật DPCM
+ Kỹ thuật tạo dự báo
Trong kỹ thuật nén điều xung mã vi sai DPCM, quá trình giải
tương hỗ được thực hiện bằng một bộ lọc có đáp ứng đầu ra là hiệu
số giữa các mẫu điểm liên tiếp đầu vào và một giá trị dự báo của mẫu
điểm đó tạo được dựa trên giá trị các mẫu lân cận theo một qui luật
nhất định.
+ Sai số dự báo (Prediction error)
Sai số dự báo chỉ là sự chênh lệch giữa giá trị dự báo và giá trị thực.
+ Khái niệm bù chuyển động (motion compensation) và vecto
chuyển động
Trong dòng tín hiệu Video thông thường, các khung liền nhau
thường giống nhau. Do vậy trong dự báo Interframe một chiều tức là
lấy khung liền trước làm ảnh dự báo cho khung liền sau, giá trị dự
9

báo rất gần giá trị ảnh thực tế dẫn tới sai số dự báo nhỏ, tốc độ dòng
bit dữ liệu nhỏ.
Khi có chuyển động, ảnh dự báo không phải là ảnh kề trước đó
mà là ảnh có bù chuyển động. Giá trị sai số dự báo:
P = khung trước đó - khung hiện hành + vecto chuyển động
* Hệ thống DPCM có bù chuyển động
Hình 2.4: Mã hóa/ Giải mã DPCM
2.2.2.2. Nén Video bằng phương pháp mã hoá chuyển đổi
+ Xử lý giải tương hỗ trong kỹ thuật TC
Phép biến đổi phù hợp nhất cho nén tín hiệu Video là phép
biến đổi cosin rời rạc (Discrete Cosine Transform- DCT). Thay vì
lượng tử hoá và mã hóa trực tiếp biên độ điểm ảnh, người ta sẽ lượng
tử hoá và mã hoá các hệ số DCT.

+ Hệ thống nén bằng phương pháp mã hóa chuyển đổi
12

Hình 2.8: Nén ảnh theo công nghệ mã hóa chuyển đổi
2.2.2.3. Sự kết hợp các phương pháp nén
Có thể hiểu một cách đơn giản, kết hợp các phương pháp nén
là tạo ra một quá trình nén nhiều bậc nhằm đạt được hiệu suất nén
cao. Tiêu chuẩn nén phổ biến hiện nay là MPEG, sử dụng kết hợp
hai phương pháp nén: Điều xung mã vi sai và mã hoá chuyển đổi.
2.2.3. Nén tín hiệu Audio
Phương pháp mã hoá nguồn được sử dụng để loại bỏ đi sự dư
thừa trong tín hiệu audio khi giá trị vi sai mẫu- mẫu xấp xỉ gần giá trị
0, còn che lấp dựa trên mô hình tâm lý thính giác của con người có
13

tác dụng loại bỏ các mẫu không có giá trị cảm nhận các mẫu không
nghe thấy.
Có hai phương pháp nén cơ bản, đó là:
- Mã hoá dự báo miền thời gian: sử dụng mã hoá vi sai mã hoá các
giá trị chêch lệch giữa các mẫu liên tiếp nhau để loại bỏ sự dư thừa
thông tin nhằm thu được dòng bít tốc độ thấp.
- Mã hoá chuyển đổi miền tần số: Công nghệ này sử dụng các khối
mẫu PCM tuyến tính biến đổi từ miền thời gian thành một số nhất
định các băng tần trong miền tần số.
Hình 2.11: Bộ mã hóa tín hiệu audio
2.3. TIÊU CHUẨN CHO TÍN HIỆU VIDEO
Hiện nay có các chuẩn nén phổ biến là Motion JPEG
(MJPEG), Wavelet, H.261/ H.263/ H.263+/ H.263++ và MPEG-1/
MPEG-2/ MPEG-4. Nhìn chung, có 02 nhóm tiêu chuẩn chủ yếu là
nhóm 1 gồm định dạng nén MJPEG và Wavelet và nhóm 2 gồm các

Mỗi bit stream hiển thị trong định dạng nén MPEG-4 cung cấp
một mô tả mang tính phân tầng về hình ảnh hiển thị. Từng lớp dữ
15

liệu được đưa vào luồng bit bởi những mật mã đặc biệt gọi là mật mã
khởi nguồn.
Các đối tượng MPEG-4
- Lớp đối tượng video (VOL)
- Mặt phẳng đối tượng video (VOP)
2.3.5. Chuẩn nén H.264/MPEG-4 Part 10/AVC
+ Giới thiệu về chuẩn nén H.264/MPEG-4 Part 10/AVC
+ Một số tính năng quan trọng của H.264/MPEG-4 Part 10
- Bù chuyển động đa hình
- Bù chuyển động block: Cấu trúc cặp macroblock, cho phép các
macroblock kích thước 16x16 so với 16x8 ở MPEG-2.
- Độ chính xác bù chuyển động lên đến 1/4 pixel, cho phép thể hiện
chính xác các dịch chuyển của vùng chuyển động.
- Đánh số khung
- Đếm thứ tự
- Các profile của H264
+ Yêu cầu về băng thông của các chuẩn nén
Bảng 2.4: So sánh hoạt động của chuẩn nén
Độ nét tiêu
chuẩn
Độ nét cao Ứng dụng
MPEG-1 Lên đến 1,5
Mbps
- Video on
Internet, MP3
MPEG-2 4 - 5 Mbps 18 - 20

Số lượng kênh 2 kênh với các
mode : mono,
stereo, dual, joint
stereo
6 kênh : left, right,
center, left surround,
right surround và LFE
Tính tương hợp

Thuận và ngược
Khả năng co
giãn
Các kênh left, right có
thể giải mã độc lập nhau
* Tiêu chuẩn AC-3
Bộ nén audio sốAC-3 có thể mã hóa từ các kênh 1 đến kênh
5,1. Sau khi qua bộ mã hóa AC3 thành dòng số liệu có tốc độ 384
Kbit/s
2.5. CÁC GIAO THỨC TRÊN MẠNG TRUYỀN TẢI IP
2.5.1. Giao thức cho dịch vụ multicast
- Giao thức IGMP
17

- Giao thức PIM
2.5.2. Giao thức cho dịch vụ unicast
Giao thức được sử dụng cho dịch vụ unicast là RTSP.
2.5.3. Giao thức cho dịch vụ VoIP
Giao thức được sử dụng cho dịch vụ VOIP là giao thức SIP.
2.6. TIÊU CHUẨN CHO MẠNG TRUY NHẬP
2.6.1. Công nghệ mạng truy nhập xDSL

Hiện tại ITU đã và đang xúc tiến để tiến gần đến việc chuẩn
hóa IPTV. Ngoài ITU, một số tổ chức như DVB (Digital Video
Broadcasting), ETSI (European Telecommunications Standards
Insstitute), TV-Anytime Forum, ATSC (Advanced Television
Standards Committee), ARIB (Association of Radio Industries and
Businesses) cũng đang nghiên cứu các tiêu chuẩn về băng rộng liên
quan đến IP.
+ Các kỹ thuật được chuẩn hóa đối với IPTV:
- Các chức năng kết cuối bộ thu
19

- Mã hóa đa phương tiện
- Thông tin dịch vụ
- Siêu dữ liệu
- Điều khiển truy nhập và đặc điểm kỹ thuật của bộ thu
- Kênh truyền thông
- Mã hóa và truyền dẫn
- Bảo vệ nội dung
- Bảng 2.7: Một số khuyến nghị dự thảo của ITU về IPTV
2.8. ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÁC TIÊU CHUẨN CHO HỆ
THỐNG IPTV VIỆT NAM
2.8.1. So sánh chuẩn nén MPEG-4/H264 AVC với các chuẩn nén
khác
Chuẩn nén H.264/AVC giảm một nửa băng thông cần thiết để
phân phối video số chất lượng DVB đầy màn hình đến khách hàng,
và giảm yêu cầu băng thông truyền dẫn truyền hình số chất lượng
chuẩn (SDTV) xuống 700 kbps (kb/s).
2.8.2. Lựa chọn tiêu chuẩn tín hiệu cho hệ thống IPTV ở Việt
Nam
Như đã so sánh ở trên chuẩn nén MPEG-4 hoặc H.264/AVC

dịch vụ SonghanTV
3.1.4. Sơ đồ đấu nối giữa VTC Headend và mạng MANE của
VNPT Đà Nẵng
Hình 3.4: Sơ đồ đấu nối giữa VTC Headend và MANE Đà Nẵng
3.1.5. Quá trình triển khai
Xây dựng cấu hình như sau:
* Kết nối giữa VTC Router và PE
21

* Kết nối từ PE đến thuê bao ADSL2+ sử dụng dịch vụ IPTV
* Tại PE trong mạng MAN kết nối với IP_DSLAM
3.2. ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC, TIÊU CHUẨN CUNG CẤP DỊCH
VỤ IPTV TẠI THÀNH PHỐ ĐẦ NẴNG
3.2.1. Phân tích và đánh giá tình hình triển khai dịch vụ IPTV.
Hiện nay IPTV là dịch vụ mới nên còn chưa phát triển được
như CATV .
* Phân tích nguyên nhân:
+ Về mặt khách hàng:
+ Về mặt kỹ thuật:
+ Chọn chuẩn mã hóa:
+ Về thiết bị đầu cuối:
3.2.2. Một số đề xuất để triển khai có hiệu quả mạng cung cấp
dịch vụ IPTV
- Phân loại ưu tiên lưu lượng IPTV
- Để tận dụng triệt để mạng cáp đồng thì cần phải qui hoạch lại mạng
cho hợp lý và đồng thời nâng cao chất lượng mạng
- Cần sớm xây dựng lộ trình triển khai mạng IPTV NGN và đưa thiết
bị IP STB vào sử dụng.
lượng và chủng loại kênh theo yêu cầu.
- Tính toán việc phân bổ tần số cho các kênh IPTV để tránh
trường hợp xuyên nhiễu giữa các kênh để cung cấp có hiệu quả và
chất lượng tín hiệu truyền hình IPTV.
- Để đảm bảo chất lượng truyền hình tốt thì cần phải tiếp tục
nghiên cứu vấn đề Qos