Trang 1
Chương 1: GIỚI THIỆU IPTV
I. Giới thiệu về IPTV
1. IPTV là gì?
IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television -truyền hình qua
giao thức Internet.
ITPV theo định nghĩa chính thức như sau: IPTV được định nghĩa là các dịch vụ đa
phương tiện như truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu được phân phối qua các
mạng dựa trên IP mà được quản lý để cung cấp các cấp chất lượng dịch vụ, bảo mật,
tính tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu.
Như vậy IPTV đóng vai trò phân phối các dữ liệu, kể cả hình ảnh, âm thanh,
văn bản qua mạng sử dụng giao thức Internet. Điều này nhấn mạnh vào việc Internet
không đóng vai trò chính trong việc truyền tải thông tin truyền hình hay bất kì loại nội
dung truyền hình nào khác. Thay vào đó, IPTV sử dụng IP là cơ chế phân phối mà theo
đó có thể sử dụng Internet, đại diện cho mạng công cộng dựa trên IP, hay có thể sử
dụng mạng riêng dựa trên IP.
Có thể thấy, IPTV là một dịch vụ số mà có khả năng cung cấp những tính năng
vượt trội hơn khả năng của bất kì cơ chế phân phối truyền hình nào khác. Ví dụ, set –
top box IPTV có thể thông qua phần mềm để cho phép xem đồng thời 4 chương trình
truyền hình trên màn hiển thị, hay có thể nhận tin nhắn sms, e – mail…
2. Một số đặc tính của IPTV
♦ Hỗ trợ truyền hình tương tác
Khả năng hai chiều của hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân
phối toàn bộ các ứng dụng TV tương tác. Các loại hình dịch vụ được truyền tải thông
Trang 2
qua một dịch vụ IPTV có thể bao gồm truyền hình trực tiếp chuẩn, truyền hình chất
lượng HDTV, trò chơi tương tác va 2internet tốc độ cao.
♦ Sự dịch thời gian
IPTV kết hợp với một máy ghi video kĩ thuật số cho phép dịch thời gian nội
dung chương trình – một cơ chế cho việc ghi và lưu trữ nội dung IPTV để xem sau.
♦ Cá nhân hóa

lượng hình ảnh thấp.
Trong khi, IPTV chỉ được phân phối qua một hạ tầng mạng của nhà cung cấp
dịch vụ. Do đó người vận hành mạng có thể điều chỉnh để cung cấp hình ảnh với chất
lượng cao.
♦ Về cơ chế truy cập
Trang 4
Một set-top box số thường được sử dụng để truy cập và giải mã nội dung video
được phân phát qua hệ thống IPTV , trong khi PC thường được sử dụng để truy cập
các dịch vụ Internet. Các loại phần mềm được sử dụng trong PC thường phụ thuộc vào
loại nội dung truyền hình Internet. Ví dụ như, để download các chương trình truyền
hình từ trên mạng Internet, đôi khi cần phải cài đặt các phần mềm media cần thiết để
xem được nội dung đó. Hay hệ thống quản lí bản quyền cũng cần để hỗ trợ cơ chế truy
cập.
♦ Về giá thành
Phần trăm nội dung chương trình được phân phát qua mạng Internet công cộng
tự do thay đổi. Điều này khiến các công ty truyền thông đưa ra các loại dịch vụ dựa
trên mức giá thành. Giá thành các loại dịch vụ IPTV cũng gần giống với mức phí hàng
tháng của truyền hình truyền thống. Các nhà phân tích mong rằng truyền hình Internet
và IPTV có thể hợp lại thành 1 loại hình dịch vụ giải trí.
4. Cơ sở hạ tầng mạng IPTV
Trang 5
Hình 1.1 mô hình hệ thống IPTV
♦ Trung tâm dữ liệu
Cũng được biết đến như là “đầu cuối - headend”. Trung tâm dữ liệu IPTV nhận
nội dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phương, các nhà tập hợp
nội dung, nhà sản xuất, qua đường cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh. Ngay khi nhận
được nội dung, một số các thành phần phần cứng khác nhau từ thiết bị mã hóa và các
máy chủ video tới bộ định tuyến IP và thiết bị bảo mật giành riêng được 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 được yêu cầu để quản lý hồ sơ và phí thuê bao của những

Trang 7
Mô hình truyền thông trong IPTV có 7 lớp (và một lớp tùy chọn) được xếp
chồng lên nhau.
Các dữ liệu video ở phía thiết bị gửi được truyền từ lớp cao xuống lớp thấp
trong mô hình IPTV, và được truyền đi trong mạng băng rộng bằng các giao thức của
lớp vật lí. Ở thiết bị nhận, dữ liệu nhận được chuyển từ lớp thấp nhất đến lớp trên cùng
trong mô hình IPTV.
Hình 1.2: Mô hình truyền thông IPTV
Do đó, nếu một bộ mã hóa gửi chương trình video đến một thiết bị IPTV của
khách hàng, thì phải chuyển qua các lớp trong mô hình IPTV ở cả phía thiết bị nhận và
thiết bị gửi. Mỗi lớp trong mô hình IPTV độc lập với nhau và có chức năng riêng. Khi
chức năng này được thực hiện, dữ liệu video được chuyển đến lớp tiếp theo trong mô
Trang 8
hình IPTV. Mỗi lớp sẽ thêm vào hoặc bỏ đi phần thông tin điều khiển của các gói
video trong quá trình xử lí. Thông tin điều khiển chứa các thông tin giúp thiết bị có thể
sử dụng gói dữ liệu đúng chức năng của nó, và thường được định dạng như các header
hoặc trailer. Bên cạnh việc truyền thông giữa các lớp, còn có các liên kết ảo giữa các
tầng cùng mức. 7 lớp và 1 lớp bổ sung trong mô hình IPTV có thể được chia làm 2
loại: các lớp cao và lớp thấp. các tầng cao hơn thì quan tâm nhiều hơn tới các ứng dụng
của IPTV và các định dạng file, trong khi các tầng thấp hơn thì quan tâm tới việc
truyền tải các nội dung.
Mô hình IPTV và truyền tải các nội dung MPEG:
♦ Lớp mã hóa video
Quá trình truyền thông bắt đầu ở lớp mã hóa, các tín hiệu tương tự hoặc số được
nén. Tín hiệu lối ra của bộ nén là các dòng MPEG cơ bản. Các dòng MPEG cơ bản
được định nghĩa là các tín hiệu số liên tục thời gian thực. Có nhiều loại dòng cơ bản.
VD, âm thanh được mã hóa sử dụng MPEG được gọi là “dòng âm thanh cơ bản”. Một
dòng cơ bản thực ra chỉ là tín hiệu thô ra từ bộ mã hóa. Các dòng dữ liệu được tổ chức
thành các khung tại lớp này. Các thông tin chứa trong một dòng cơ bản có thể bao
gồm:

Hình 1.3: Ứng dụng nhãn thời gian với các gói MPEG PES
♦ Lớp cấu trúc dòng truyền tải
Lớp tùy chọn này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Lớp
này hoạt động như một lớp trung gian giữa các nội dung được nén MPEG-2,
H.264/AVC ở lớp cao hơn và các lớp thấp hơn trong mô hình IPTV. Giao thức RTP
chính là lõi của lớp này và thường là block cơ sở hỗ trợ truyền dòng nội dung theo thời
gian thực qua mạng IP.
Chú ý rằng, kĩ thuật RTP thường được triển khai trong các mạng không đảm
bảo chất lượng dịch vụ QoS để truyền các dịch vụ IPTV. Mặc dù RTP giúp làm tăng
khả năng các dòng tới đích trong trật tự đúng, nhưng không được thiết kế để đảm bảo
các mức chất lượng dịch vụ. Do đó, trách nhiệm của nhà cung cấp dịch vụ là đảm bảo
video luôn được ưu tiên khi chúng được truyền đi trong hạ tầng mạng.
♦ Lớp giao thức truyền tải thời gian thực
Trang 11
Lớp tùy chọn này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau. Lớp
này hoạt động như một lớp trung gian giữa các nội dung được nén MPEG-2,
H.264/AVC ở lớp cao hơn và các lớp thấp hơn trong mô hình IPTV. Giao thức RTP
chính là lõi của lớp này và thường là block cơ sở hỗ trợ truyền dòng nội dung theo thời
gian thực qua mạng IP.
Chú ý rằng, kĩ thuật RTP thường được triển khai trong các mạng không đảm
bảo chất lượng dịch vụ QoS để truyền các dịch vụ IPTV. Mặc dù RTP giúp làm tăng
khả năng các dòng tới đích trong trật tự đúng, nhưng không được thiết kế để đảm bảo
các mức chất lượng dịch vụ. Do đó, trách nhiệm của nhà cung cấp dịch vụ là đảm bảo
video luôn được ưu tiên khi chúng được truyền đi trong hạ tầng mạng.
♦ Lớp truyền tải
Thông thường các gói RTP là dạng đầu vào của lớp truyền tải. Điều đáng chú ý
là có thể ánh xạ trực tiếp các gói MPEG-TS sang payload giao thức của lớp truyền tải.
Lớp truyền tải IPTV được thiết kế để đảm bảo các kết nối đầu cuối là tin cậy.
Nếu dữ liệu tới thiết bị người nhận không đúng. Lớp truyền tải sẽ truyền lại. Lớp
truyền tải thông báo với lớp trên để có các thông tin chính xác hơn.

IPTV lí tưởng, số của cửa số được báo về từ IPTVCD sẽ báo cho server biết không
gian vùng đệm còn trống chính là tốc độ mà tại đó các nội dung video được gửi đi từ
video server.
Các cổng TCP và Socket: Mỗi điểm cuối của một liên kết IPTV thì có một địa
chỉ IP và một giá trị cổng liên quan. Vì thế mỗi liên kết có 4 thành phần khác nhau:
+ Địa chỉ IP của video server.
Trang 14
+ Số của cổng của video server.
+ Địa chỉ IP của IPTVCD.
+ Số của cổng của IPTVCD.
Việc kết hợp địa chỉ IP và số của cổng cho phép một tiến trình trên IPTVCD có
thể liên lạc trực tiếp với tiến trình đang chạy trên một trong các máy server được đặt ở
trung tâm dữ liệu IPTV.
Socket cũng là một thành phần quan trọng khác trong mô hình truyền thông IP.
Một socket về cơ bản là một giao diện ứng dụng chương trình (API), được sử dụng để
làm việc liên lạc giữa các tiến trình đang chạy trên một thiết bị IP. Một socket được
thiết lập bằng cách kết hợp địa chỉ IP với số của cổng.
Hình 1.5: Quá trình truyền thông trong mạng IPTV
Để hiểu hơn về mối liên hệ giữa địa chỉ IP và socket xét các bước để thiết lập
một kênh truyền thông giữa một tiến trình chạy trên IPTVCD và một tiến trình chạy
trên trung tâm cung cấp dữ liệu IPTV. Bước được mô tả như sau:
Trang 15
(1) Chuẩn bị dữ liệu: Tiến trình gửi chạy trên hệ thống server dòng IPTV chuẩn
bị nội dung và gọi module truyền thông TCP/IP để truyền các dữ liệu tới một tiến trình
đang chạy trên một IPTVCD. Các tiến trình truyền thông bắt đầu và thông tin header
được thêm vào nội dung khi truyền qua các lớp trong IPTVCD.
(2) Thiết lập kết nối logic TCP: Cả 2 đầu kết nối đều được định nghĩa bởi một
địa chỉ IP và một số cổng, kết hợp giữa địa chỉ IP và số cổng gọi là socket. Hệ thống
địa chỉ đối với liên kết truyền thông bao gồm các thành phần sau:
+ Giao thức.

Tốc độ thiết lập kết nối: thời gian thiết lập và hủy bỏ kết nối giữa IPTVCD và
các thiết bị ở trung tâm dữ liệu IPTV ngắn. Do đó, việc phân phối các gói sử dụng giao
thức UDP thường nhanh hơn so với sử dụng giao thức TCP.
Hỗ trợ truyền một chiều: UDP không yêu cầu đường về, do đó cho phép các
công ty sử dụng vệ tinh có thể truyền nội dung IPTV truyền đa điểm tới khách hàng
của mình.
Trang 17
+ Nhược điểm của UDP:
Mặc dù UDP là nhanh chóng và hiệu quả đối với các ứng dụng cần thời gian,
và sẽ là không hiệu quả trong trường hợp:
Tính toàn vẹn của dữ liệu: Tính toàn vẹn của dữ liệu khi sử dụng UDP là không
được bảo đảm khi UDP chỉ cung cấp một dịch vụ duy nhất là kiểm tra tổng và
multiplexing thông qua số cổng. Bất kì vấn đề nào cũng có thể xảy ra trong quá trình
truyền thông ở tại đầu cuối nào cần được điều khiển độc lập với các ứng dụng. Các
vấn đề thường gặp như là phát lại, đóng gói và lắp ráp lại, truyền lại các gói bị mất,
sự tắc nghẽn, và điều khiển luồng nằm ngoài khả năng sửa lỗi của UDP.
Khó khăn trong việc vượt qua các tường lửa: Nhiều loại tường lửa trên mạng chặn các
thông tin UDP gây ra các lỗi trong quá trình truyền thông. Đây không phải là vấn đề
lớn đối với các nhà cung cấp dịch vụ IPTV, tuy nhiên nó cũng ảnh hưởng tới các công
ty cung cấp dịch vụ Internet TV.
Đối với IPTV, UDP tỏ ra hữu ích khi trung tâm dữ liệu cần gửi các nội dung
video IP tới nhiều IPTVCD và là giao thức mức truyền tải phổ biến nhất mà các nhà
cung cấp dịch vụ IPTV.
c) Sự khác biệt giữa TCP và UDP
Khi các nhà cung cấp dịch vụ phát các nội dung IPTV tới các thuê bao, điều
quan trọng là các nội dung này phải đến thiết bị của người dùng đúng lúc và trong dạng
đúng. Nói cách khác, các gói video phải không bị ngắt quãng. Do đó, các nhà cung cấp
dịch vụ cần chắc chắn sử dụng giao thức hỗ trợ khả năng phân phối qua hạ tầng mạng.
Trang 18
Mặc dù TCP cung cấp các ứng dụng với nhiều đặc trưng về mạng so với UDP,

được truyền lại và phải để trống luồng video hoặc bỏ qua gói truyền lại
khi nhận được, Do đó kĩ thuật sửa lỗi của TCP là không cần thiết.
o Mất gói IP quá trình xử lí mất các gói IPTV nhiều hay ít cũng giống như
quá trình sửa ngắt gói IPTV. Các gói bị mất cũng cần được truyền lại, gây ra
ảnh hưởng bất lợi tới dịch vụ phân phối IPTV.
o Hỗ trợ điều khiển luồng Bên cạnh vấn đề sửa lỗi và thiết lập kết nối logic,
giao thức TCP còn hỗ trợ điều khiển tốc độ bit luồng dữ liệu gửi đi, có thể gây
ra nhiều trở ngại trong việc truyền và nhận nội dung IPTV. Trở ngại này xảy ra
khi vùng đệm IPTV bắt đầu tràn các gói IPTV hoặc mạng bị nghẽn. Khi xảy ra
trường hợp này, máy chủ nhận được yêu cầu giảm tốc độ gửi các gói tin lên
mạng. Nếu máy chủ thực hiện yêu cầu giảm tốc độ, có một khả năng đó là: khi
tốc độ giảm xuống hình ảnh sẽ không thể hiển thị được. Nếu bản tin dừng được
thực hiện, dịch vụ IPTV sẽ bị tắt hoàn toàn.
Trang 20
o Không hỗ trợ đa truyền thông TCP không hoạt động hiệu quả trong môi
trường đa truyền thông, Do đó, UDP là lựa chọn tốt hơn TCP đối với các dịch
vụ truyền thông như các ứng dụng đa truyền thông IPTV và truyền quảng bá.
Đây là những nguyên nhân chính TCP ít được sử dụng trong IPTV trực tiếp.
TCP được dùng trong các ứng dụng khác như e-mail, download các chương trình
Internet TV. Mặc dù, độ tin cậy và khả năng sửa lỗi của UDP không bằng TCP nhưng
UDP là giao thức được lựa chọn để phân phát các dịch vụ IPTV.
UDP có các nhược điểm sau: không có khả năng tìm và sửa lỗi. Vấn đề này
được khắc phục bằng cách gắn các hàm sửa lỗi vào các ứng dụng IPTV chạy trên các
mạng hoặc trong chính các dòng video.
♦ Lớp IP
Sau lớp truyền tải là lớp IP (còn được gọi là lớp liên mạng ). Nhiệm vụ chính
của lớp này là đưa các dữ liệu tới các vị trí mạng riêng biệt thông qua nhiều mạng độc
lập được liên kết với nhau được gọi là liên mạng. Lớp này được sử dụng để gửi các dữ
liệu thông qua các đường khác nhau tới đích. IP là giao thức tốt nhất được sử dụng
trong lớp liên mạng, giao thức này cung cấp dịch vụ phân phát gói cơ bản cho tất cả

a) Mạng con IPTV
Trong các mạng lớn IPTV với hàng ngàn IPTVCD trải rộng trên một khu vực
địa lí rộng, mạng dựa trên IP này cần được chia thành các mạng nhỏ hơn gọi là mạng
con. Mạng con của mạng IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ định nghĩa và giám sát
các phần riêng biệt trong mạng mà không cần địa chỉ IPv4 mới. Người điều hành mạng
cũng sử dụng địa chỉ mạng con để giấu đi cấu trúc mạng nội bộ để tránh bị tấn công từ
Trang 23
mạng Internet công cộng. Người quản trị mạng IPTV sử dụng các số riêng biệt được
gọi là địa chỉ subnet mask để tạo các mạng con trong môi trường IPTV. Subnet mask
là địa chỉ IP 32 bit. Giá trị mặc định của subnet mask của lớp A, B, C là:
Class A 255.0.0.0
Class B 255.255.0.0
Class C 255.255.255.0
Các tiến trình chạy trên mạng con thường được quản lí bởi thiết bị phần cứng
gọi là router. Một router có thể nối với nhiều mạng và quyết định thông tin sẽ được gửi
đến đâu trong mạng.
b) Tương lai của địa chỉ IP
Khi cấu trúc địa chỉ IP của mạng Internet mới được phát triển trong những năm
đầu của thập kỉ 80, người ta đã cho rằng nó đáp ứng được nhu cầu của người dùng hiện
tại và trong tương lai. Địa chỉ IP 32 bit trong vesion IPv4 có thể đánh địa chỉ cho hơn 4
tỉ máy trạm trong khoảng 16,7 triệu mạng khác nhau.Địa chỉ IPv4 không đáp ứng được
nhu cầu tốc độ phát triển của mạng Internet như hiện nay.Tốc độ phát triển của mạng
Internet đã nằm ngoài dự đoán của những người phát triển giao thức IP và số lượng
mạng kết nối với mạng Internet tăng lên từng tháng.
Để tìm giải pháp cho hạn chế của địa chỉ IPv4, Nhóm Kĩ Sư mạng Internet đã
đưa ra version mới IPv6 với 128 bit địa chỉ. . IPv6 có thể cung cấp lượng địa chỉ gấp
hàng tỉ lần số địa chỉ IPv4. IPv6 có cả các khả năng cung cấp hỗ trợ việc xác thực, tính
toàn vẹn QoS, mã hóa và bí mật. Việc sử dụng IPv6 trên mạng IPTV là thích hợp bởi
Trang 24
vì cơ chế QoS bên trong nó và có khả năng hỗ trợ số lượng không giới hạn các

Lớp liên kết dữ liệu lấy các dữ liệu thô từ lớp IP và định dạng chúng thành các
gói phù hợp để truyền qua mạng vật lí. Chú ý, lớp liên kết dữ liệu khác với các giao
thức mạng. Kĩ thuật Ethetnet là một trong những kĩ thuật phổ biến hơn được sử dụng
trong hệ thống IPTV. Lớp liên kết dữ liệu bao gồm các chức năng dành cho các mạng
dựa trên Ethernet:
Encapsulation Lớp này thêm vào các gói IPTV một header. Ethernet header
là loại Encapsulation phổ biến nhất dùng trong lớp liên kết dữ liệu của IPTVCD.
Định địa chỉ Lớp liên kết dữ liệu xử lí các địa chỉ vật lí của mạng người sử
dụng và các thiết bị chủ. Hệ thống địa chỉ khác nhau với các topo mạng. Ví dụ, địa chỉ
MAC được sử dụng trong mạng Ethernet. Mỗi thiết bị kết nối với mạng IPTV thì có 1
địa chỉ MAC. Độ dài của địa chỉ MAC là 48 bit và thường được biểu diễn bằng 12 số