đo kiểm và đánh giá chất lượng trong iptv

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.69 MB, 15 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>MỤC LỤC</b>

<b>THUẬT NGỮ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮTDANH MỤC BẢNG</b>

1. Giới thiệu đề tài...1

2. Bố cục luận văn...2

<b>Chương 1. TỔNG QUAN VỀ IPTV...3</b>

<b>1.2. So sánh IPTV và các công nghệ truyền hình khác...4</b>

1.2.1. IPTV và cỏc cụng nghệ truyền hình truyền thống...4

1.4.1. Mơ hình cấu trúc mạng IPTV...12

1.4.2. Mơ hình chức năng của hệ thống dịch vụ IPTV...15

1.4.3. Cỏc cụng nghệ mạng IPTV...17

<b>Chương 2: CÁC VẤN ĐỀ VỀ QoS TRONG MẠNG IPTV...26</b>

2.1.1. Khái niệm QoS...26

2.1.2. Khái niệm QoE...28

2.1.3. Liên quan giữa QoS và QoE...29

<b>2.2. Kĩ thuật đảm bảo QoS trong mạng IP...31</b>

2.2.1. Các tham số QoS trong mạng IP...31

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

2.2.2. Các cơ chế QoS trong mạng IP...33

2.2.3. Mơ hình ứng dụng đảm bảo QoS trong mạng IP...41

2.3.1. Các tham số QoS đối với dịch vụ IPTV...47

2.3.2. Các cơ chế đảm bảo QoS cho IPTV...48

<b>2.4. Các tham số QoE trong IPTV...56</b>

2.4.1. Đo đạc và kiểm soát QoE...56

2.4.2. Tham số QoE trong IPTV...58

<b>Chương 3: ĐO KIỂM VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TRONG IPTV. .623.1 Đo kiểm IPTV...62</b>

3.1.1. Các điểm đo, giám sát chất lượng...62

3.1.2. Các phương pháp đo chất lượng dịch vụ video...63

3.1.3. Phương pháp đo thời gian chuyển kênh...72

<b>3.2. Đỏnh giá chất lượng dịch vụ IPTV...73</b>

3.2.1. Mụ hỡnh đo lường QoS ITU-T...73

3.2.2. Đo lường chất lượng Head-end...74

3.2.3. Đo lường chất lượng end-to-end...74

3.2.4. Đo lường QoS của mạng IP...75

1. Kết luận...77

2. Hướng phát triển đề tài...77

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>THUẬT NGỮ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT</b>

Server quản lý truy cập băng rộng từ xa

(ADSL, ADSL2, ADSL+, ADSL2+)

Đường thuê bao số

quangH.264/ AVC H.264/ AVC is a standard

for video compression <sup>Chuẩn định dạng Video được xây </sup>dựng trên hợp tác giữa tổ chức ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) kết hợp với ISO/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG)

Electronics Engineers <sup>Viện nghiên cứu công nghệ điện và</sup>điện tử

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

IPTV Internet Protocol Television Truyền hình qua giao thức Internet

ISMACRYP Internet Streaming Media Alliance Encryption and Authentication

Cơng nghệ mó khúa chứng thực của tổ chức ISMA

Group <sup>Nhóm phát triển tiêu chuẩn nén và </sup>định dạng cho hình ảnh

Giao thức chia sẻ định tuyến Multicast

Giao thức streaming video thời gianthực

nội dung

dùng

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>DANH MỤC BẢNG</b>

Bảng 1.1: So sánh IPTV và truyền hình cáp...5

Bảng 1.2 : So sánh IPTV và Internet TV...6

Bảng 1.3: Ví dụ về các dịch vụ IPTV...8

Bảng 2.1: Lớp dịch vụ theo đề xuất của ETSI...35

Bảng 2.2: Phân lớp dịch vụ theo ITU-T Y.1541...35

Bảng 2.3: Lớp QoS và các giá trị NP mạng IP (ITU-T Y.1541)...36

Bảng 2.4: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ SDTV, VoD mã MPEG-2...47

Bảng 2.5: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ SDTV, VoD mã MPEG-4AVC hay VC-1...47

Bảng 2.6: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ HDTV mã MPEG-2...48

Bảng 2.7: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ HDTV mã MPEG-4 AVChay VC-1...48

Bảng 2.8: Mối liên hệ giữa các dịch vụ IPTV và QoS class ITU-T Y.1541...50

Bảng 2.9: Các dịch vụ IPTV điển hình và các lớp QoS tương ứng...51

Bảng 3.1: Các thang điểm MOS dùng để đo các mức chất lượng IPTV...64

Bảng 3.2: Các tham số đo lường chất lượng end-to-end...75

Bảng 3.3: Các tham sô đo lường chất lượng mạng IP...76

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>DANH MỤC HÌNH VẼ</b>

Hình 1.1: Các cơng nghệ truyền hình...4

Hình 1.2: Mơ hình chuẩn IPTV...14

Hình 1.3: Cấu trúc mạng IPTV...15

Hình 1.4: Mơ hình chức năng hệ thống IPTV...15

Hình 1.5: Khối chức năng cụ thể hệ thống IPTV...17

Hình 1.6: Q trình phát triển các cơng nghệ nén...18

Hình 1.7: Hiệu quả sử dụng các kỹ thuật nén trong mạng ADSL...18

Hình 1.8: Xu hướng phát triển các máy chủ VoD...20

Hình 2.1: Mối liên quan giữa QoS và QoE...29

Hình 2.2: Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan của NSD...31

Hình 2.3: Mơ hình tham chiếu QoS NI – NI (ITU-T Y.1514)...31

Hình 2.4: Cơ chế QoS trong mạng IP...34

Hình 2.5: Chia lớp lưu lượng...34

Hình 2.6: Đánh dấu gói tin...36

Hình 2.14: Cấu hình loại bỏ gói của CB-WRED...40

Hình 2.15: Cơ chế lập chính sách cho lưu lượng...41

Hình 2.16: Cơ chế định hình cho lưu lượng...41

Hình 2.17: Các bản tin RSVP...42

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Hình 2.18: Mơ hình ứng dụng chất lượng dịch vụ IntServ...43

Hình 2.28: Mơ hình Zapping time...58

Hình 2.29: Mơ hình đánh giá QoE cần sự so sánh giữa hình ảnh gốc và hìnhảnh đầu nhận...60

Hình 2.30: Mơ hình MPQM đánh giá QoE của IPTV...60

Hình 2.31: Mơ hình MPQM...61

Hình 2.32: Mơ hình V-Factor...61

Hình 3.1: Các điểm đo, giám sát chất lượng trong mạng IPTV...62

Hình 3.2: Hệ thống đo chất lượng video dựa trên mơ hình tham chiếu đầy đủ...67

Hình 3.3: Giám sát chất lượng video sử dụng mơ hình rút gọn...68

Hình 3.4: Mạng IPTV với rung pha bằng 0...69

Hình 3.5: Mạng IPTV có rung pha...70

Hình 3.6: Tớnh các giá trị MDI tại các điểm khác nhau trong mạng IPTV...71

Hình 3.7: Cấu hình đo trễ chuyển kênh...73

Hình 3.8: Mơ hình đo lường chất lượng hệ thống IPTV...74

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>Phần I. PHẦN MỞ ĐẦU</b>

<b>1. Giới thiệu đề tài:</b>

Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, con người với trình độ dântrí ngày càng cao dẫn tới sự địi hỏi về nhu cầu giải trí càng cao, đòi hỏi phảiđáp ứng được những nhu cầu sở thích cá nhân của người xem truyền hình .Người xem ngày càng được thưởng thức các chương trình với kỹ thuật hìnhảnh đẹp hơn, nhiều thơng tin hơn, thêm vào đó người xem có thể chủ động vớikhả năng tương tác trực quan hơn.

Theo thời gian, ngành công nghiệp đã chứng kiến sự ra đời các mạng lướitruyền hình mới rộng lớn hơn, nội dung phong phú hơn: Hệ thống truyền hình vệtinh, hệ thống truyền hình cáp, và gần đây là sự ra đời của truyền hình phân giảicao HD (High Definition TV) đó nõng chất lượng nội dung và khả năng truyềntải của hệ thống truyền hình lên một cấp độ mới trong việc ứng dụng các côngnghệ hàng đầu trong ngành thông tin và truyền thông vào phục vụ cuộc sống.Việc phát sóng các chương trình truyền hình phân dải cao HD được xem là xuthế nhắm đến của ngành cơng nghiệp truyền hình trong những năm tới trên phạmvi tồn thế giới.

<b>Hệ thống truyền hình IPTV - Internet Protocol Television ra đời trong xu</b>

hướng phát triển cơng nghệ đó và trở thành thuật ngữ hiện nay được sử dụng ngàycàng phổ biến cũng có thể sẽ là sự lựa chọn tương lai của ngành công nghệp này.

IPTV thực chất là hệ thống sản xuất truyền tải các chương trình truyền hình(hình ảnh và âm thanh) thơng qua việc đóng gói và truyền tải cỏc gúi tin trongmạng IP, sử dụng giao thức truyền dẫn trong mạng IP (Internet Protocol). Hệthống IPTV ra đời và phát triển mạnh trong thời gian gần đây là yêu cầu pháttriển khách quan trong ngành cơng nghiệp truyền hình. Để đảm bảo mơ hình kinhdoanh dịch vụ IPTV đem lại hiệu quả và hợp lệ, các nhà cung cấp dịch vụ IPTVcần phải đảm bảo chất lượng dịch vụ IPTV và đú chớnh là các thông số kĩ thuậtQoS, đo kiểm và đánh giá của QoE trong mạng IPTV. Luận văn này tập trung đivào tìm hiểu, phân tích kiến trúc hệ thống mạng dịch vụ IPTV và đặc biệt là đisâu vào nghiên cứu các vấn về QoS trong mạng IPTV.

Do IPTV là công nghệ đã và đang phát triển hiện nay. Do đó khả năng tìmhiểu còn hạn chế, chưa được đầy đủ và xác thực, bài luận văn cịn nhiều thiếu sótmong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cơ và các bạn để báo cáo được hoàn

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Chương 1. Tổng quan về IPTV

Chương 2. Các vấn đề về QoS trong mạng IPTV

Chương 3. Đo kiểm và đánh giá chất lượng trong IPTV

<b>Phần III. Kết luận, hướng phát triển đề tài</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>Phần II. PHẦN NỘI DUNGChương 1. TỔNG QUAN VỀ IPTV</b>

<b>1.1. Khái niệm IPTV:</b>

IPTV được gọi là truyền hình trên giao thức Internet, Telco TV hay truyềnhình băng rộng, với nghĩa truyền tải truyền hình quảng bá và video theo u cầu,chương trình phát thanh có chất lượng cao trên mạng băng rộng. Theo quan điểmcủa đối tượng sử dụng, việc khai thác và xem IPTV cũng giống như dịch vụ TVtrả tiền. ITU-T (ITU-T FG IPTV) đã chính thức chấp thuận định nghĩa IPTV nhưsau:

<i>IPTV được định nghĩa là các dịch vụ đa phương tiện như truyềnhỡnh/video/audio/văn bản/đồ họa/số liệu truyền tải trờn cỏc mạng dựa trên IPđược kiểm soát nhằm cung cấp mức chất lượng dịch vụ, độ mãn nguyện, độ bảomật và tin cậy theo yêu cầu.</i>

Từ quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ, IPTV bao hàm quá trình thu thập,xử lý, và truyền tải một cách an toàn nội dung video trên hạ tầng mạng dựa trêncông nghệ IP. Tham gia vào quá trình cung cấp dịch vụ IPTV gồm nhiều nhàcung cấp dịch vụ từ các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáp, truyền hình vệtinh đến các cơng ty viễn thông lớn và các nhà khai thác mạng riêng ở nhiều nơitrên thế giới.

IPTV có một số đặc điểm sau:

 Hỗ trợ truyền hình tương tác: Các khả năng hoạt động hai chiều của hệthống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra một số lượng lớn các ứngdụng truyền hình tương tác. Các loại hình dịch vụ được phân phối qua dịch vụIPTV có thể bao gồm truyền hình trực tiếp tiêu chuẩn, truyền hình độ trung thựccao (HDTV), các trò chơi trực tuyến, và kết nối Internet tốc độ cao.

 Không phụ thuộc thời gian: IPTV khi kết hợp với máy thu video số chophép tạo chương trình nội dung khơng phụ thuộc thời gian bằng cơ chế ghi vàlưu lại nội dung IPTV và sau đó có thể xem lại.

 Tăng tính cá nhân: Hệ thống IPTV từ đầu cuối-đến-đầu cuối hỗ trợ thôngtin hai chiều và cho phép các đối tượng sử dụng lựa chọn và thiết lập việc xemTV theo sở thích riêng như chương trình và thời gian xem ưa thích.

 u cầu về băng thơng thấp: Thay vì phải truyền tải tất cả cỏc kờnh chomọi đối tượng sử dụng, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

cần phải phỏt cỏc kờnh mà đối tượng sử dụng yêu cầu. Tính năng hấp dẫn nàycho phép nhà khai thác mạng tiết kiệm băng thông.

 Khả năng truy nhập trên nhiều loại thiết bị: Việc xem nội dung IPTVkhông bị giới hạn là dùng cho các máy thu hình. Các khách hàng thường sử dụngmáy tính cá nhân và các thiết bị di động để truy cập tới các dịch vụ IPTV.

<b>1.2. So sánh IPTV và các cơng nghệ truyền hình khác:</b>

<b>Hình 1.1: Các cơng nghệ truyền hình1.2.1. IPTV và các cơng nghệ truyền hình truyền thống:</b>

<b>a. Truyền hình tương tự (analog):</b>

<i>Tín hiệu hình ảnh và âm thanh được truyền đi là tín hiệu tương tự, truyền</i>

hình tương tự là cơng nghệ truyền hình xuất hiện sớm nhất và hiện nay vẫn đangđược sử dụng rộng rãi. Các kênh truyền hình quảng bá như HTV7, HTV9, VTV1và hầu hết các dịch vụ truyền hình cáp của Việt Nam hiện nay cũng sử dụng cơngnghệ tương tự.

Truyền hình cáp tương tự và truyền hình quảng bá mặt đất nhìn chung làgiống nhau về kỹ thuật, truyền hình cáp phát được nhiều kênh hơn do khơng bịhạn chế về băng tần.

Truyền hình tương tự có ưu điểm là cơng nghệ đơn giản, phù hợp với đa sốmáy thu hình đang được sử dụng, sử dụng truyền hình tương tự, khách hàngkhơng phải đầu tư thờm cỏc bộ giải mã, tiết kiệm chi phí đầu tư. Nhược điểm củatruyền hình tương tự là rất tốn băng thơng và chất lượng hình ảnh khơng cao. Dođó, hiện nay, các quốc gia trên thế giới đều đó cú lộ trình kết thúc phỏt cỏc kênhtruyền hình quảng bá tương tự và chuyển sang truyền hình số nhằm tiết kiệm

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

băng tần. Mỹ, Hà Lan, Thụy Điển, Thụy Sỹ… đã chính thức ngưng phỏt cỏckênh truyền hình tương tự trước 2010 và ở Việt Nam, chính phủ cũng đã đưa ralộ trình xóa bỏ các kênh truyền hình tương tự trước 2020.

<b>b. Truyền hình số (digital): </b>

<i>Tín hiệu âm thanh và hình ảnh truyền đi là tín hiệu số. Tín hiệu truyền hình</i>

số có thể có những định dạng khác nhau cung cấp chất lượng khác nhau: SDTV(Standard Definition Television ), EDTV (Enchanted Definition Television) vàHDTV (High Definition Television). Truyền hình số được triển khai dựa trênnhiều cơng nghệ khác nhau: truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh, truyền hình sốmặt đất và IPTV.

Truyền hình vệ tinh và truyền hình số mặt đất dựa vào các cơng nghệ vibasố để truyền tín hiệu hình ảnh và âm thanh. Để thu được các kênh truyền hình số,địi hỏi TV của khách hàng cần phải có bộ giải mã tín hiệu số. Điều này làm tăngchi phí đầu tư phía khách hàng, do đó, dù có nhiều ưu thế về chất lượng và tiếtkiệm được băng thơng, truyền hình số khơng thể tự nó thay thế hồn tồn truyềnhình tương tự.

Truyền hình cáp digital (DVB-C Digital Video Broadcast over Cable) vàIPTV đều là truyền hình số triển khai dựa vào mạng có dây ( chỉ xét trong thờiđiểm hiện tại).

So sánh DVB-C và IPTV:

<b>Bảng 1.1: So sánh IPTV và truyền hình cápTruyền hình cáp</b>

Triển khai trên mạng cáp đồng trụchoặc cáp quang.

Tất cả các kênh truyền hình đồng thờiđược phát đi trong tồn bộ mạng cáp.Người xem có thể chuyển kênh ngay(vì tín hiệu đã có sẵn). Truyền hình cáprất tốn băng thụng vỡ sử dụng cơ chếbroadcast, do đó, số kênh có thể phátcũng bị hạn chế.

Có thể truyền dữ liệu dựa vào DOCSIS(Data Over Cable Service InterfaceSpecification). DOCSIS là một chuẩn

Triển khai trên mạng băng rộng có thểtruy nhập bằng cáp quang hay cápđồng.

Truyền theo cơ chế multicast, chỉ đưaluồng dữ liệu đến các đầu cuối có yêucầu có thể tiết kiệm được băng thông,tăng chất lượng và số lượng kênh cóthể phỏt trờn mạng.

IPTV được cung cấp trên hạ tầng mạngbăng rộng truyền dữ liệu do đó hồn

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

viễn thông quốc tế cho phép truyền dữliệu tốc độ cao qua mạng truyền hìnhcáp có sẵn, DOCSIS cũng cho phépcung cấp dịch vụ VoIP. Tuy nhiên, dođặc tính có tốc độ phụ thuộc băngthơng, mà băng thơng trong truyền hìnhcáp cịn lại rất hạn hẹp (do broadcast)vì vậy, tốc độ truyền dữ liệu thườngkhơng cao.

tồn có thể đảm bảo truyền dữ liệu dựatrên mạng IP và cịn có thể triển khaicác dịch vụ khác: VOD, VoIP…

<b>1.2.2. IPTV và Internet TV:</b>

Mạng IP được dùng cho IPTV đôi khi được hiểu là bao gồm cả mạngInternet mở (Open Internet) và mạng Internet được quản lý (Managed Internet),tuy nhiên, trong đa số định nghĩa, IPTV được hiểu là truyền hình qua mạngInternet được quản lý. Internet TV và IPTV đều là truyền hình được truyền quamạng IP, dựa vào các giao thức truyền video trong mạng IP, cùng có khả năngcung cấp các dịch vụ giống nhau, đều có khả năng tương tỏc…

So sánh Internet TV với IPTV:

<b>Bảng 1.2 : So sánh IPTV và Internet TVOpen Internet TV ( Internet TV)</b>

+ Không được bảo đảm về chất lượngdịch vụ (QoS). Chất lượng không ổnđịnh (thường là chất lượng kém và phụthuộc vào đường truyền Internet).+ Thông thường chạy trên cơ sở cácứng dụng của PC.

+ Khơng có khả năng cạnh tranh vớitruyền hình truyền thống.

+ Ưu thế của Internet TV là có tính linhhoạt và khơng bị giới hạn bởi địa lý (vìmạng Internet mở vốn không bị giớihạn về địa lý), có nội dung phong phú,

<b>Managed Internet TV (IPTV)</b>

+ Được đảm bảo chất lượng dịch vụ(QoS) bởi các nhà cung cấp dịch vụbăng rộng (ISP), có băng thơng, chấtlượng đường truyền ổn định, nội dungđược đảm bảo.

+ Có thể xem IPTV trên TV hoặc PC.

+ Có khả năng cạnh tranh với truyềnhình truyền thống và hoàn toàn chiếmưu thế.

+ Giới hạn trong phạm vi khu vực củaISP, nội dung do nhà cung cấp dịch vụ

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

người xem TV có thể xem cỏc kờnhtrờn phạm vi tồn cầu.

+ Internet TV cung cấp trên cơ sởWorld Wide Web, nhà cung cấp có thểphát triển độc lập.

+ Nhiều kênh Internet TV hiện nay rấtphát triển (được biết đến là các trangweb video online, TV online). Phổ biếnnhất có thể kể đến là YouTube.

cung cấp (thường không thể phong phúnhư mạng Internet mở).

+ Để cung cấp dịch vụ IPTV cần phảicó sự kết hợp giữa ISP và nhà cung cấpnội dung.

+ Các dịch vụ IPTV phổ biến hiện nayở Việt Nam có thể kể đến ITV (FPT),MyTV (VASC & VNPT).

<b>1.3. Các dịch vụ IPTV:</b>

IPTV không chỉ đơn thuần là IP video. Trên thực tế, các nhà khai thác viễnthông đang tập trung vào dịch vụ này để tạo ra sự khác biệt của dịch vụ họ cungcấp với các dịch vụ mà các nhà khai thác mạng truyền hình cáp hay vệ tinh cungcấp. Tất cả các lựa chọn cấu trúc và công nghệ cơ sở tập trung vào việc phânphối nhiều loại dịch vụ video theo yêu cầu và video quảng bá, nhưng với kinhnghiệm về các dịch vụ thoại và số liệu tốc độ cao cho phép các nhà khai thác viễnthông cung cấp cho khách hàng các dịch vụ tích hợp bổ xung là một phần của góidịch vụ IPTV lớn.

Các dịch vụ chính thường được triển khai trước là dịch vụ video theo yêucầu và video quảng bá, tuy nhiên các nhà khai thác viễn thơng đều có kế hoạchbổ xung các dịch vụ này với các dịch vụ trị chơi, quảng cáo, âm thanh, thơngtin…Điều cần biết là định nghĩa và phạm vi của các dịch vụ này sẽ liên tục đượctiến triển theo thời gian.

Bảng 1.3 mô tả tổng quan các loại dịch vụ IPTV khác nhau hiện đang đượcdự kiến và triển khai

</div>