MỞ ĐẦU
Hiện tại, Việt Nam có khoảng gần 1 triệu thuê bao
IPTV của 4 nhà cung cấp là VNPT, Viettel, FPT và VTC. Lợi
thế mạnh nhất của IPTV là tính năng tương tác, cung cấp dịch
vụ theo yêu cầu của từng cá nhân. Bên cạnh đó, các nội dung
chương trình không bị đóng khung, người xem có thể lưu trữ
chương trình yêu thích và xem lại bất cứ lúc nào. Về lâu dài,
IPTV còn có thể cho phép khán giả xem qua nhiều thiết bị đầu
cuối như ti vi, điện thoại di động hay máy tính bảng.
Song hạn chế lớn nhất của IPTV là phải cung cấp trên
hạ tầng Internet. Đồng thời IPTV còn đòi hỏi khắt khe về
đường truyền, hạ tầng truyền dẫn phải có băng thông rộng (xem
các kênh HD đường truyền phải từ 10 Mb trở lên). Do đó, để
IPTV có chất lượng cao nhà cung cấp dịch vụ phải có hạ tầng
cố định rất tốt.
Vì vậy khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS) trên nền
mạng IP được các nhà cung cấp, khai thác dịch vụ mạng
quan tâm. Qos cũng chính là động lực thúc đẩy mạnh mẽ sự
đầu tư của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông hướng tới
các giải pháp có tính ổn định và hiệu quả nhằm đảm bảo
chất lượng cho các dịch vụ qua mạng.
Để đảm bảo nâng cao chất lượng dịch vụ là một bài toán
phức tạp. Với mục tiêu này tác giả đã thực hiện đề tài “Nghiên
cứu giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV” trong luận
văn này tác giả đã trình bày tổng quan về mạng IPTV và đi sâu
vào nghiên cứu một số giải pháp cũng như đề xuất của tác giả
về đảm bảo QoS cho mạng IPTV
Nội dung của luận văn bao gồm:
Chương 1: Tổng quan mạng IPTV
Chương 2: Đánh giá chất lượng của IPTV

(broadcast TV) và các nội dung VoD (phim ảnh, ca nhạc…)
được thu lại, định dạng để sau đó phân phối qua mạng IP.
- Mạng truyền tải: Là mạng băng rộng IP, các luồng
dữ liệu được truyền bằng phương thức chuyển đa hướng
(multicast) hoặc phương thức đơn kênh (unicast).
+ Mạng lõi/biên của nhà cung cấp dịch vụ (Service
Provider Core/Edge Network):
Hiện nay, mạng lõi thường dùng kỹ thuật chuyển mạch
nhãn đa giao thức MPLS (Multi Protocol Label Switching) còn
mạng biên thường là mạng đô thị MAN-E (Metro Access
Network – Ethenet)
+ Mạng truy nhập: DSL (Digital Subcriber Line - đường
dây thuê bao số), ADSL (Asymmetrical DSL - đường dây thuê
bao số bất đối xứng) hoặc VDSL (Very-high-speed DSL -
đường dây thuê bao số tốc độ rất cao), PON (Passive Optical
Networking - Mạng quang thụ động)… mạng di động thế hệ
thứ ba 3G (Third Genegation) và đặt biệt là giải pháp phát triển
lâu dài LTE (Long Term Evolution).
- Mạng gia đình: Mạng gia đình là mạng phân phối
dịch vụ IPTV trong nhà. Có rất nhiều loại mạng gia đình:
Mạng không dây (wireless), mạng có dây (wireline)… STB
được xem là điểm kết thúc của mạng gia đình IPTV.
3

- Bộ phận quản lý: IPTV middleware là một gói các
phần mềm phục vụ cho việc thực hiện các dịch vụ của IPTV.
Cấu trúc chức năng của Middleware có thể bao gồm các thành
phần sau: Giao diện người dùng, quản lý quan hệ người dùng,
điều kiện truy nhập/quản lý bản quyền số, quản lý VoD, tính
cước

- Đóng gói kết cấu dòng truyền tải: Các gói PES được
chia nhỏ thành các gói TS có kích thước cố định 188 byte (184
byte dữ liệu và 4 byte header). Chuẩn đóng gói thường được
dùng là MPEG và dữ liệu sau đóng gói được gọi là MPEG2-
TS.
- Đóng gói ở các lớp thấp hơn: Các TS phải tiếp tục
được đóng gói để có thể truyền qua mạng IP. RTP là một giao
thức tùy chọn ở lớp truyền vận, gói tin có thể được đóng gói
RTP/UDP hoặc chỉ đóng gói UDP.
1.3. Đặc điểm của IPTV
- Một số đặc điểm của IPTV: Hỗ trợ truyền hình
tương tác, không phụ thuộc thời gian,tăng tính cá nhân, yêu cầu
về băng thông thấp, khả năng truy nhập trên nhiều loại thiết bị
- Ưu điểm của IPTV: Tích hợp đa dịch vụ, tính tương
tác cao, công nghệ chuyển mạch IP, mạng gia đình, video theo
yêu cầu VoD, truyền hình chất lượng cao HD.
- Thách thức cho dịch vụ IPTV: Gian lận truy cập,
quảng bá trái phép, lỗi hỏng truy cập, lỗi hỏng nội dung, chất
lượng của dịch vụ.
1.4. Các dịch vụ IPTV
Bảng 1-1: Ví dụ về các dịch vụ IPTV
Dịch vụ TV
 Truyền hình số
 Truyền hình trả tiền
Dịch vụ giải trí
 Trò chơi
 Karaoke
5

 Truyền hình xem lại

truyền hình
- Các dịch vụ gia tăng khác: TV Mail, chia sẻ hình ảnh,
video Blog, kiểm soát toàn cầu, game trực tuyến
6

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA IPTV
2.1. Tổng quan về chất lượng dịch vụ - QoS (Quality of
Service)
2.1.1. Khái niệm QoS
- Định nghĩa: QoS được định nghĩa “là một tập hợp
các công cụ cho phép người quản trị mạng có thể đảm bảo
chắc rằng cấp độ tối thiểu của các dịch vụ được cung cấp một
lưu lượng xác định”.
- Ý nghĩa: Các tham số QoS có thể được dùng để đo
lường chất lượng của một dịch vụ, đánh giá khả năng cung cấp
dịch vụ của hệ thống mạng viễn thông
2.1.2. Các đặc tính QoS
- Tham số QoS: QoS phụ thuộc vào chất lượng hỗ trợ
dịch vụ, chất lượng khai thác dịch vụ, chất lượng phục vụ và
chất lượng an toàn.
- QoS nhìn từ những khía cạnh khác nhau: Theo khuyến
nghị G.1000 đưa ra bốn quan điểm cho QoS bao gồm: Yêu cầu
QoS của khách hàng, QoS nhà cung cấp đưa ra, QoS nhà cung
cấp đạt được và cảm nhận QoS của khách hàng.
2.1.3. QoS trong mạng IP
- Mô hình tham chiếu QoS IP
Hình 2.1: Mô hình tham chiếu QoS NI – NI (ITU-T Y.1514)
7

2.2. QoS cho mạng IPTV

QoS class 2/3 Messenger
Học từ xa tương tác
Real-Time
Interactive (RTI)
Dịch vụ thời gian
thực tương tác
QoS class 0/1 VoIP, video phone
Game
8

Real-Time
Multicast &
Unicast (RTMU)
Dịch vụ thời gian
thực Multicast và
Unicast
QoS class 6/7 Truyền hình tuyến
tính/quảng bá
Truyền hình đa chiều
pay per view
PVR
2.3. Mô hình QoS cho IPTV
- Mô hình triển khai QoS: Theo nguyên tắc triển
khai QoS thì các chức năng QoS chiếm nhiều tài nguyên
sẽ được thực hiện ở miền biên, càng giảm tải xử lý QoS
trong lõi càng tốt.
Hình 2.2: Mô hình triển khai QoS trên NGN
- QoS trong miền mạng MAN E Miền mạng MAN
E giới hạn từ UPE đến các PE-AGG:
9

3
 QoS class shapping
 QoS class shapping
 Mapping EXP => CoS
 Making CoS=>
EXP
Hình 2.3: Mạng băng rộng VNPT gồm 7 lớp QoS
2.4. Các chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV
- Chất lượng tín hiệu video
Chỉ tiêu: Điểm chất lượng hình ảnh trung bình MOS ≥ 3,0.
Bảng 2.2: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ
HDTV mã MPEG-4 AVC hay VC-1
Tốc độ
luồng
(Mbit/s)
(1)
Trễ,
ms
(2)
Rung
pha,
ms
(3)
Thời
gian
lỗi cực
đại,
ms
(4)
Chu kỳ


2.5. Đánh giá chất lượng IPTV
2.5.1. Mô hình đo lường QoS ITU-T: Một mô hình IPTV đơn
giản bao gồm 3 phần: Head-end, mạng truyền dẫn và
thiết bị đầu cuối khách hàng CPE. Mô hình này có 4
điểm tham chiếu:
A: Mã hóa video, B: Lớp IP ở head-end, C: Lớp IP ở CPE,
D: Giải mã video
Hình 2.4: Mô hình đo lường chất lượng hệ thống IPTV
2.5.2. Đo lường chất lượng Head-end
Dữ liệu được nén, mã hóa và đưa vào mạng IP phải đảm
bảo tuân theo các quy tắc thích hợp. Những quy tắc này gồm
có: Số lượng gói tối đa cho mỗi dòng video, số lượng luồng video
tối đa, băng thông tối đa cho mỗi dòng video, giao thức được sử
dụng ở lớp transport, kích thước khung, kích thước gói.
2.5.3. Đo lường chất lượng end-to-end:
Thực hiện ở bộ giải mã của STB. Việc xác định chất
lượng video ở STB sẽ cho phép đánh giá gần đúng nhất
chất lượng mà user thật sự nhận được. Ngoài ra, end-to-end
còn cho phép ước tính khả năng, chất lượng của mạng
truyền dẫn IP, cung cấp khả năng tính toán hiệu suất mạng
bất kỳ mức nào, ở điểm tập trung… Dựa vào phân tích và
11

so sánh tương quan các số liệu thu được.
CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG CỦA
IPTV
3.1. Mô hình ứng dụng đảm bảo QoS mạng IP
3.1.1. IntServ
Hình 3.1: Mô hình ứng dụng chất lượng dịch vụ IntServ

lượng thành các lớp QoS, xác định chính sách QoS cho các
lớp lưu lượng.
- Chia lớp: Xác định và chia lưu lượng thành các lớp
khác nhau. Các công cụ chia lớp là công nhận ứng dụng cơ sở
mạng NBAR, định tuyến theo chính sách lưu lượng PBR, hoặc
chia lớp dịch vụ dựa vào giao diện lệnh CLI.
- Đánh dấu: Đánh dấu còn được gọi là “tô màu” cho
gói tin. Việc đánh dấu được thực hiện bằng cách thay đổi các
bit trong DSCP, các bit trong trường tham chiếu IP hoặc các
bit CoS.
- Quản lý nghẽn: Phương pháp được sử dụng chủ yếu là
dùng hàng đợi, dựa vào đánh dấu lớp QoS của gói tin mà xác
định hàng đợi phù hợp
- Tránh lỗi: Có hai cơ chế tránh lỗi phổ biến là loại bỏ
gói ngẫu nhiên RED (Random Early Detection) và loại bỏ gói
ngẫu nhiên theo trọng số WRED (Weighted Random Early
13

Detection) và cảnh báo lỗi ECN (Explicit Congestion
Notification).
- Lập chính sách (policy) và định hình lưu lượng: Cơ
chế lập chính sách và định hình lưu lượng thường được dùng để
thay đổi điều kiện của lưu lượng trước khi truyền hoặc sau khi
đã nhận được.
- Nâng cao hiệu quả đường truyền: Các cơ chế nén mào
đầu, đặc biệt hiệu quả đối với mào đầu RTP.
3.3. Đề xuất giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV tại
Việt Nam
3.3.1. Mô hình Quản lý QoS và bảo mật cho mạng IPTV
Hình 3.2: Kiến trúc cho IPTV

và bảo mật. Các thông số chung cho bảo mật và QoS bao gồm:
Nhận dạng SLS, xác định truyền thông, thông số đàm phán và
độ tin cậy (Mean Down Time, Mean Time để sửa chữa). Các
thông số QoS gồm có phạm vi, kế hoạch dịch vụ, đảm bảo hiệu
15

suất (băng thông, Jitter, Delay, tỷ lệ mất), mô tả và truyền tải
phù hợp (Token Bucket…). Khi SLS đàm phán với SLNP sẽ
chứa một phần tử thông số bảo mật là bao gồm: Phạm vi và
giao thức bảo mật. Phạm vi này có thể khác nhau theo những
quy định tại các tham số QoS.
- Xử lý SLNP:
Giao thức SLNP có thể được sử dụng để đàm phán cấp
độ dịch vụ trên một hoặc nhiều lĩnh vực trong mạng lõi. Quá
trình đàm phán xem Hình.3.4.
Hình 3.4: Đàm phán SLS cho 1 nhóm Multicast
Việc đàm phán SLS liên quan đến việc quản lý các
lĩnh vực khác nhau (DM1, DM2 DM3 và), máy chủ dữ liệu
(CS), và các cổng thích nghi khác nhau (AG1, AG2 và AG3).
SLS tương ứng với dịch vụ IPTV, được truyền tải từ CS với
các AG khác nhau, được xác định thông qua các SLS được nêu
ở Bảng 3.1.
Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật cấp dịch vụ IPTV
Mức độ QoS Mức độ Bảo mật
Trễ = 1000ms Bảo mật = Có - Cao
Jitter = 500ms Tính toàn vẹn = Có - cao
Tỷ lệ mất mát = 5% Chống phát lại= Có
Băng thông = 2500kbit/s
16


AG được triển khai vào đầu truy cập mạng không dây.
Nó biến đổi kênh IPTV multicast trên dịch vụ cho các khách
hàng điện thoại di động LoD không đồng nhất. Để đạt được
mục tiêu này, AG bao gồm một hệ thống truyền audio/video
dựa trên sự tương tác chéo các lớp, được gọi là XLAVS.
Các khối XLAVS xây dựng dựa phương pháp tiếp cận
thích hợp lớp - chéo cho phép truyền thông từ trên xuống và
từ dưới lên giữa các lớp mạng. Điều này cho phép để biên
dịch các yêu cầu QoS của đường truyền vào các số liệu mạng
tại mạng và lớp liên kết và để phản ánh ở lớp ứng dụng
những thay đổi cơ bản của các mạng.
Các XLAVS kết hợp hai mô-đun chính khác để đảm
bảo QoS IPTV:
- Mô-đun thích ứng: Cho phép chuyển mã thời gian
thực cho các đoạn audio/video
- Mô-đun FEC: Được bổ sung thêm ở lớp ứng dụng để
cho phép các máy thu để tái tạo lại các gói tin bị mất.
18

Hình 3.6: Cấu trúc AG
Khi một khách hàng yêu cầu một kênh, kênh thông
tin này được chuyển thể theo hồ sơ cá nhân của khách hàng.
AG sẽ thực hiện dựa trên các công cụ MPEG-21 DIA, chủ
yếu là về UED (Mô tả môi trường sử dụng UED). UED bao
gồm tất cả các đặc điểm của khách hàng (sở thích người
dùng, khả năng thiết bị đầu cuối và đặc tính mạng).
Hình 3.7 thể hiện lược đồ XML của một UED với các
yếu tố chính. Các thông số QoS đều có màu đỏ và an ninh
thông số với màu xanh lá cây
Hình 3.7: Lược đồ XML cho UED

+ Mất gói (Packet Loss: Nâng cấp đường truyền, sử
dụng các biện pháp phân lớp lưu lượng, tăng kích thước bộ
đệm hàng đợi, sử dụng phương pháp quản lý hàng đợi tích
cực AQM, định hình lưu lượng (Traffic Shaping), chính sách
lưu lượng.
+ Biến động trễ (Jitter):Dùng bộ đệm giảm jitter
- Các biện pháp đảm bảo QoS liên quan đến xử lý lưu
lượng: Các biện pháp này còn được gọi là cơ chế QoS hay kỹ
thuật QoS.
3.3.6. Cơ chế cải thiện sử dụng băng thông và QoS của IPTV
trong EPON
Cơ chế được đề xuất cho IPTV trong EPON bằng cách
sử dụng các SCB (Single Copy Broadcast). Trong cơ chế này,
một bảng được xây dựng trong phối hợp lớp con (RS) của
ONUs ( Optical network units) và OLT (Optical Line
Terminal) để xử lý các yêu cầu IPTV.
- Kiến trúc đề xuất: Gồm một bảng ở ONU và một bảng
tại OLT trên RS để quản lý các yêu cầu IPTV. Bảng ONU gồm
có tên kênh, địa chỉ MAC, và sử dụng trường địa chỉ IP, trong
khi bảng OLT bao gồm tên kênh và ONU LLID. Theo hướng
từ trên xuống dưới, các OLT thiết lập phát LLID cho các gói
IPTV và gửi nó qua cổng SCB do đó tất cả các ONUs sẽ chấp
nhận các gói dữ liệu.
21

Hình 3.9: (a) Hoạt động của ONU; (b) Hoạt động của OLT;
(c) Thuật toán dừng phát quảng bá
3.4. Giải pháp tăng cường quản lý, giám sát chất lượng
mạng IPTV
- Dự phòng công suất đầu ra cho dịch vụ IPTV

QoS cho IPTV
- Cơ chế cải thiển sử dụng băng thông và QoS của
IPTV trong EPON
- Sử dụng các phần mềm giám sát, thiết bị giám sát.
Kết quả của các đã cho thấy rằng đảm bảo chất lượng
cho dịch vụ IPTV đã được cải thiện đáng kể.
Hướng nghiên cứu tiếp theo của giải pháp đảm bảo chất
lượng cho dịch vụ IPTV đó là nghiên cứu các giải pháp kỹ
thuật cùng các giải pháp kinh doanh, mô hình khai thác dịch vụ
IPTV, các giải pháp cung cấp nội dung, bao gồm cả công nghệ
nén hình ảnh.
24