ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

VŨ VĂN HÙNG

KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG
TIỆN VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIẢNG DẠY
TRỰC TUYẾN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

THÁI NGUYÊN - 2010
Mẫu 3. Trang phụ bìa luận văn (title page)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

VŨ VĂN HÙNG

KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG
TIỆN VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIẢNG DẠY
TRỰC TUYẾN
Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60.48.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Mẫu 4. Trang
NGƯỜI
bìa 1HƯỚNG
tóm tắt luậnDẪN
văn thạc
KHOA
sĩ (khổHỌC:
140 x 200
TS.mm)
PHẠM VIỆT BÌNH

THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này do tôi tự nghiên cứu, tìm hiểu và tổng
hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau. Luận văn tốt nghiệp là kết quả của quá
trình học tập, nghiên cứu và thực hiện hoàn toàn nghiêm túc, trung thực của
bản thân. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích
dẫn hợp pháp.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung và sự trung thực trong
luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ của mình.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên





DANH MỤC HÌNH
Tên hình
Hình 1.1: Giao tiếp one-to-one qua cuộc gọi point-to-point
Hình 1.2: Giao tiếp one-many qua cuộc gọi point-to-point
Hình 1.3: Giao tiếp many-many qua cuộc gọi point-to-point
Hình 1.4: Video conference có nhiều bên tham gia qua cuộc gọi đa
điểm (multipoint call)
Hình 1.5: Nhiều giáo viên cùng giảng một lớp học sử dụng video
conference
Hình 1.6: Một giáo viên cùng giảng nhiều lớp học sử dụng video
conference
Hình 1.7: Các nhân tố tạo nên chất lượng dịch vụ.
Hình 2.1: Các thành phần trong hệ thống H323
Hình 2.2: H323 TE
Hình 2.3: H.323/PSTNGateway
Hình 2.4: Các chức năng của Gateway
Hình 2.5: Chức năng của Gatekeeper
Hình 2.6 Các vị trí của MC và MP trong hệ thống H.323
Hình 2.7 Sơ đồ cấu trúc phân lớp
Hình 2.8 Gatekeeper tìm đường báo hiệu
cuộc gọi
Hình 2.9 Báo hiệu cuộc gọi trực tiếp giữa
các Endpoint
Hình 2.10 Thiết lập kênh điều khiển H.245
trực tiếp giữa các Endpoint
Hình 2.11: Các loại socket
Hình 2.12: Sự phụ thuộc giữa tỉ lệ mất gói
tin với thời gian làm trễ việc chạy q.

Hình 2.13: Chèn thêm thông tin bổ xung là
các gói tin tốc độ bit thấp vào gói tin bình
thường
Hình 2.14: Cơ chế khôi phục gói tin bị mất
theo kiểu xen kẽ.
Hình 3.1 Sơ đồ thuật toán của mô hình
client-server
Hình 3.2 Mô hình mạng Peer to peer
Hình 3.3 Sơ đồ chi hệ thống
Hình 3.4 Biểu đồ usecase của tác nhân học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Trang
3
3
4
5
6
6
9
22
23
24
25
27
28
29
33
33
34

35
47
50

51
54
55
56
57



viên
Hình 3.5 Biểu đồ usecase của tác nhân
người dạy
Hình 3.6 Biểu đồ usecase cho tác nhân Server

Hình 3.7 Biều đồ trình tự module voice
service
Hình 3.8 Biểu đồ trình tự module video
service
Hình 3.9 Biểu đồ trình tự module desktop
service
Hình 3.10 Biểu đồ trình tự chương trình
chạy server
Hình 3.11 Cài đặt Silverlight
Hình 3.12 Cài đặt IIS
Hình 3.13 Ứng dụng server
Hình 3.14 Giao diện Module Voice Service
Hình 3.15 Giao diện truyền dẫn của module

Video Service
Hình 3.16 Giao diện nhận hình ảnh của
module Video Service
Hình 3.17 Giao diện chương trình truyền
hình ảnh của màn hình
Hình 3.18 hình ảnh được trình chiếu từ màn
hình của người truyền
Hình 3.20 Chọn lớp, phòng tương ứng với
mỗi người

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

57
58
59
60
61
62
63
64
64
65
66
67
67
68
69





MỤC LỤC
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TRUYỀN THÔNG ĐA PHƢƠNG TIỆN ................................ 3
1.1. Giới thiệu về truyền thông đa phƣơng tiện. ................................................................. 4
1.2. Phân loại ứng dụng truyền thông đa phƣơng tiện: ...................................................... 4
1.2.1. Truyền video và audio đã được lưu trữ trên server (streaming stored audio and
video) .................................................................................................................................. 4
1.2.2. Truyền trực tiếp audio/video (Streaming live audio/video) ...................................... 5
1.2.3. Ứng dụng tương tác audio/video thời gian thực: ....................................................... 5
1.2.4. Ứng dụng video conference ...................................................................................... 5
1.2.4.1. Meetings (họp) ................................................................................................... 6
1.2.4.2. Classroom (giảng dạy) ........................................................................................ 9
1.2.4.3. Các cơ chế sử dụng trong video conference ..................................................... 11
1.2.5. Các thành phần chất lượng dịch vụ trong ứng dụng mạng đa phương tiện và video
conference nói riêng .......................................................................................................... 11
1.2.5.1. Sự mất mát gói tin (packet loss) ....................................................................... 11
1.2.5.2. Độ trễ end-to-end (end-to-end delay) .............................................................. 12
1.2.5.3. Jitter - Sự thăng giáng độ trễ ........................................................................... 12
1.3. Nén dữ liệu audio/video ................................................................................................ 14
1.3.1. Một số kĩ thuật nén audio ........................................................................................ 14
1.3.2. Nén video................................................................................................................. 18
1.4. Những vấn đề ảnh hƣởng đến chất lƣợng dịch vụ (QoS) của Multimedia .............. 19
1.4.1. Khái niệm về đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS): ................................................. 19
1.4.2. Ứng dụng đa phương tiện qua mạng ....................................................................... 21
1.4.3. Các ứng dụng đa phương tiện mạng : ..................................................................... 21
1.4.4. Ví dụ về các ứng dụng đa phương tiện: .................................................................. 21
1.4.5. Rào cản đối với multimedia trên mạng Internet ..................................................... 22
1.4.5.1 Đặc điểm truyền dữ liệu trên Internet hiện nay ................................................ 22
1.4.5.2 Cách khắc phục: ................................................................................................ 23
CHƢƠNG II: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG ĐA PHƢƠNG TIỆN .............................. 26

2.1. Kỹ thuật H323 ............................................................................................................... 26
2.1.1. Giới thiệu H323: ..................................................................................................... 26
2.1.2. Các thành phần cơ bản của kỹ thuật H.323: ........................................................... 26
2.1.2.1. Các ưu điểm của H.323: ............................................................................... 26
2.1.2.2. Kiến trúc hệ thống của H.323:...................................................................... 28
2.1.3 Sơ đồ cấu trúc phân lớp: .......................................................................................... 35
2.1.3.1.Video Codec: .................................................................................................... 35
2.1.3.2 Audio Codec: .................................................................................................... 36
2.1.3.3. Data Channel (Kênh dữ liệu): ......................................................................... 36
2.1.4 Điều khiển hệ thống ................................................................................................ 36
2.1.4.1. Chức năng điều khiển H.245: ......................................................................... 36
2.1.4.2. Chức năng báo hiệu RAS H.225.0: ................................................................. 37
2.1.4.3. Chức năng báo hiệu cuộc gọi H.225.0: ............................................................ 38
2.2. Kỹ thuật lập trình socket và công nghệ Silverlight .................................................... 41
2.2.1. Lập trình socket....................................................................................................... 41
2.2.2 Silverlight ................................................................................................................. 45
2.2.2.1 Định nghĩa Silverlight ....................................................................................... 45
2.2.2.2 Đặc tính của Silverlight .................................................................................... 45
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




2.2.2.3 Kiến trúc tổng thể và các mô hình lập trình của Silverlight ............................. 46
2.2.2.4 Khả năng hỗ trợ trình duyệt, hệ điều hành và các công nghệ liên quan ........... 49
2.3. Kỹ thuật làm tăng chất lƣợng dịch vụ cho ứng dụng đa phƣơng tiện ..................... 50
2.3.1. Những nhược điểm của mạng IP với dịch vụ cố gắng tối đa (best effort) ...... 50
2.3.2. Sử dụng giao thức UDP ở tầng giao vận ............................................................... 50
2.3.3. Cơ chế loại bỏ jitter ở phía nhận ............................................................................. 51
2.3.3.1. Làm trễ việc chơi với thời gian cố định (fixed playout delay) ......................... 52

2.3.3.2. Làm trễ thời gian thích nghi (adaptive playout delay) ............................ 53
2.3.4. Khôi phục các gói tin bị mất tại phía nhận ............................................................. 55
2.3.4.1. FEC ....................................................................................................................... 55
2.3.4.2. Cơ chế xen kẽ (interleaving) ............................................................................ 56
2.3.4.3. Cơ chế khôi phục gói tin bị mất chỉ dựa trên phía nhận (receiver- based) ...... 57
CHƢƠNG III: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG............................................................................. 59
3.1. Phân tích thiết kế chƣơng trình ................................................................................... 59
3.1.1 Giới thiệu bài toán.................................................................................................... 59
3.1.2 Phân tích................................................................................................................... 59
3.1.2.1 Mô hình Client/Server....................................................................................... 59
3.1.2.2 Mô hình Peer to Peer ....................................................................................... 60
3.1.3. Thiết kế ................................................................................................................... 61
3.1.3.1. Sơ đồ hệ thống. ................................................................................................ 61
3.1.3.2 Biểu đồ Usecase ................................................................................................ 62
3.1.4 Biểu đồ trình tự ........................................................................................................ 64
3.1.4.1 Biểu đồ trình tự của chức năng truyền nhận âm thanh ..................................... 64
3.1.4.1 Biểu đồ trình tự của chức năng truyền nhận hình ảnh ...................................... 65
3.1.4.3 Biểu đồ trình tự của chức năng truyền nhận desktop ........................................ 66
3.1.4.4 Biểu đồ trình tự của server ................................................................................ 67
3.2. Kết quả của chƣơng trình ............................................................................................ 68
3.2.1. Cài đặt chương trình ............................................................................................... 68
3.2.1.1. Cài đặt Silverlight ............................................................................................ 68
3.2.1.2Cài đặt IIS .......................................................................................................... 69
3.2.2 Kết quả chương trình ............................................................................................... 70
3.2.2.1. Khởi tạo Server ................................................................................................ 70
3.2.2.2. Voice Service ................................................................................................... 71
3.2.2.3. Video Service ................................................................................................... 72
3.2.2.4. Desktop Service ............................................................................................... 73
3.2.2.5 Text Chat........................................................................................................... 74


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




MỞ ĐẦU

Ngày nay, truyền thông nói chung, và truyền thông đa phương tiện nói riêng đang
rất được quan tâm, bởi tính thực tiễn và kinh tế. Nhờ có truyền thông đa phương tiện
con người trao đổi thông tin từ xa thông qua văn bản, hình ảnh và âm thanh.
Bên cạnh đó, mạng máy tính đã và đang phổ biến trong cơ quan, doanh nghiệp,
nên ứng dụng mạng như chia sẻ dữ liệu, phần mềm trực tuyến ngày càng được ưa
chuộng và trở thành yếu tố không thể thiếu trong xã hội thông tin hiện đại.
Bởi vậy, việc nghiên cứu kỹ thuật truyền thông nói chung, truyền thông đa
phương tiện nói riêng nhằm làm chủ và tạo nền tảng phát triển ứng dụng truyền thông
mạng như dạy học trực tuyến đang trở thành chủ đề nghiên cứu của nhiều tổ chức
nghiên cứu trong và ngoài nước.
Luận văn gồm 3 chương:
Chƣơng I: Tổng quan về truyền thông đa phƣơng tiện
Chương này giới thiệu về truyền thông đa phương tiện, phân loại ứng dụng truyền
thông đa phương tiện và những vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ truyền thông
đa phương tiện
Chƣơng II: Kỹ thuật truyền thông đa phƣơng tiện
Trong chương này nghiên cứu một số kỹ thuật trong truyền thông đa phương tiện như
H323, kỹ thuật lập trình Socket, công nghệ Silverlight
Chƣơng III: Xây dựng ứng dụng
Chương này trình bày về ứng dụng một số kỹ thuật đã nghiên cứu để thiết kế chương
trình và cài đặt và cấu hình hệ thống.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên





CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TRUYỀN THÔNG ĐA PHƢƠNG TIỆN
1.1. Giới thiệu về truyền thông đa phƣơng tiện.
1.1.1 Khái niệm
Hệ mang tin phương tiện là hệ thống cung cấp tích hợp các chức năng lưu trữ,
truyền dẫn và trình diễn các kiểu phương tiện mang tin rời rác (văn bản, đồ hoạ, ảnh…)
và liên tục (audio, video) trên máy tính.
Các kiểu media trong hệ thống đa phương tiện gồm:
- Media độc lập với thời gian: thông tin không liên quan gì đến việc định thời luồng dữ
liệu, ví dụ như văn bản, đồ hoạ, ảnh.
- Media phụ thuộc thời gian: thông tin có quan hệ chặt chẽ với thời gian, phải được
trình diễn tới người sử dụng vào những thời điểm xác định.ví dụ: animation, audio,
video, game online.
Hệ thống đa phương tiện cũng là hệ thống thời gian thực.
1.2. Phân loại ứng dụng truyền thông đa phƣơng tiện:
Chúng ta có thể chia các ứng dụng mạng đa phương tiện thành 3 lớp lớn.
1.2.1. Truyền video và audio đã đƣợc lƣu trữ trên server (streaming stored
audio and video)
Trong lớp ứng dụng này, client yêu cầu các file audio, video đã được nén và
được lưu trữ trên server. Các file audio có thể là: bài giảng, bài hát …. Các file
video có thể là: phim, clips…. Tại một thời điểm nào đó, client yêu cầu file audio,
video từ server. Trong hầu hết các ứng dụng loại này, sau một thời gian trễ vài giây,
client sẽ chạy file audio, video trong khi tiếp tục nhận file từ server. Đặc tính vừa
chạy file, trong khi tiếp tục nhận những phần sau của file gọi là streaming . Nhiều
ứng dụng còn cung cấp tính năng tương tác người dùng (user interactivity). Ví dụ:
pause, resume, jump, skip. Khoảng thời gian từ lúc người dùng đưa ra yêu cầu (play,
skip, forward, jump) tới khi bắt đầu nghe thấy trên máy client nên nằm trong khoảng

từ 1 – 10 giây để người dùng có thể chấp nhận được. Yêu cầu đối với độ trễ và thăng
giáng độ trễ - jitter của ứng dụng loại này không chặt chẽ bằng ở trong ứng dụng thời
gian thực như : điện thoại internet, video conference thời gian thực. Hiện nay có các
chương trình hỗ trợ streaming stored audio/video như: RealPlayer, Netshow ….
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1.2.2. Truyền trực tiếp audio/video (Streaming live audio/video)
Các ứng dụng loại này cũng tương tự như phát thanh và truyền hình quảng bá
(broadcast) truyền thống chỉ có điều nó được thực hiện trên internet.

Nó cho

phép người dùng nhận được audio/video trực tiếp được phát ra từ bất kỳ nơi nào
trên thế giới. Trong lớp ứng dụng mạng đa phương tiện loại này, audio/video được
truyền trực tiếp, không được lưu trữ trên server như loại ứng dụng mạng đa phương
tiện đã nói ở trên, client không thể tương tác người dùng như: pause, forward, rewind,
… Tuy nhiên, nếu các file audio/video được lưu giữ cục bộ tại các client, một số ứng
dụng có thể pause, rewind…. Truyền hình, phát thanh trực tiếp thường được phát
broadcast tới nhiều client qua kĩ thuật multicast hoặc qua nhiều luồng unicast riêng.
Hạn chế về thời gian trễ (độ trễ) của truyền hình, phát thanh trực tiếp là khắt khe hơn
các ứng dụng truyền audio/video được lưu trữ; Độ trễ tới 10 giây là có thể chấp nhận
được.
1.2.3. Ứng dụng tƣơng tác audio/video thời gian thực:
Lớp ứng dụng này cho phép mọi người dùng audio, video để tương tác thời
gian thực với người dùng khác. Một ví dụ về audio tương tác thời gian thực là điện
thoại internet. Nó cung cấp dịch vụ điện thoại với giá rất rẻ so với dịch vụ điện thoại
truyền thống nhưng bù vào đó là chất lượng không được tốt và ổn định như điện thoại

truyền thống. Với tương tác video thời gian thực, còn gọi là video-conferenceing, mọi
người có thể giao tiếp với nhau một cách rất trực quan. Trong các ứng dụng tương tác
audio/video thời gian thực thì độ trễ nên nhỏ hơn vài trăm miligiây. Ví dụ với
âm thanh: độ trễ nên nhỏ hơn 400 ms.
1.2.4. Ứng dụng video conference
Như đã đề cập ở trên, video conference là ứng dụng mạng đa phương
tiện thuộc lớp thứ ba: ứng dụng tương tác thời gian thực. Đây là lớp ứng dụng đòi hỏi
chất lượng dịch vụ mạng (độ trễ, jitter, sự mất mát gói tin) cao nhất trong ba lớp ứng
dụng ở trên để thoả mãn nhu cầu của người dùng. Video conference hiện nay được sử
dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực: trong cuộc họp của các công ty, các tổ chức;
trong giáo dục: đào tạo từ xa; trong y tế: khám chữa bệnh, phẫu thuật từ xa .... Sau
đây là một số ứng dụng tiêu biểu của video conference.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not

read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....