Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ IPTV/VOD trên hạ tầng mạng truyền hình cáp HFC

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
PHẠM NGỌC HƯNG
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV/VOD TRÊN HẠ TẦNG
MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP HFC
LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2011

2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
PHẠM NGỌC HƯNG
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV/VOD TRÊN HẠ TẦNG
MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP HFC
Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính
Mã số: 60 48 15
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Nhật Thăng
Hà Nội - 2011

3. MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.........................................................................................
DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ ............................................................
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1.................................................................................................................3
TỔNG QUAN VỀ IPTV, CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG IPTV ..................3
1.1. Giới thiệu IPTV.................................................................................................3
1.1.1 Khái niệm IPTV...........................................................................................3
1.1.2 Đặc trƣng của IPTV.....................................................................................3
1.1.3 Sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình Internet ...........................................4
1.1.4 Ƣu điểm của IP và sự lựa chọn IP cho IPTV................................................5
1.1.5 Sơ đồ, cấu trúc hạ tầng IPTV .......................................................................6
1.1.5.1 Sơ đồ mạng IPTV.................................................................................6
1.1.5.2 Cấu trúc chức năng dịch vụ IPTV..........................................................7
1.1.6 Các dịch vụ IPTV ........................................................................................9
1.1.6.1 Các dịch vụ video IPTV ......................................................................10
1.1.6.2 Các dịch vụ IPTV audio ......................................................................11
1.1.6.3 Các dịch vụ IPTV gaming ...................................................................12
1.1.6.4 Các dịch vụ thông tin tích hợp.............................................................12
1.1.6.5 Các dịch vụ quảng cáo.........................................................................13
1.2 Các công nghệ phân phối mạng IPTV ..............................................................14
1.2.1 Phân phối IPTV trên mạng truy cập cáp quang ..........................................14
1.2.2 Phân phối IPTV trên mạng DSL ................................................................14
1.2.2.1 ADSL..................................................................................................15
1.2.2.2 ADSL2................................................................................................16
1.2.2.3 VDSL..................................................................................................16
1.2.3 Phân phối IPTV trên mạng Internet............................................................18
1.2.3.1 Các kênh truyền hình Internet streaming..............................................19
1.2.3.2 Download Internet...............................................................................20
1.2.3.3 Chia sẻ video ngang hàng....................................................................21
1.2.4 Phân phối IPTV trên mạng truyền hình cáp................................................21
1.2.4.1 Tổng quan về kỹ thuật HFC.................................................................21
1.2.4.2 IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp .........................................22
1.3 Chuẩn nén dữ liệu sử dụng trong IPTV ............................................................24
1.3.1 Tổng quan nén MPEG ...............................................................................24
1.3.2 ITU-T H.264/AVC ....................................................................................25
1.3.2.1 Giới thiệu ............................................................................................25
1.3.2.2 Phạm vi ứng dụng và các điểm tiêu biểu của H.264/AVC....................26
1.3.2.3 Ƣu điểm của H.264/AVC ....................................................................28
1.4 Một số giao thức sử dụng trong mạng IPTV .....................................................29
1.4.1 Truyền dẫn Multicast.................................................................................29
1.4.2 Truyền dẫn Unicast....................................................................................30
1.4.3 Các giao thức khác.....................................................................................30
1.5 Kết luận chƣơng 1 ............................................................................................31
CHƢƠNG 2...............................................................................................................32
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ IPTV ..........................................................32
2.1 Giới thiệu chung về chất lƣợng dịch vụ IPTV...................................................32

4. 2.1.1 Khái niệm QoS, QoE .................................................................................32
2.1.1.1 Khái niệm QoS....................................................................................32
2.1.1.2 Khái niệm QoE....................................................................................32
2.1.2 Quan hệ giữa QoS và QoE ........................................................................33
2.1.3 Sự cần thiết của QoS, QoE trong mạng IPTV.............................................36
2.1.4 Các yêu cầu đối với chất lƣợng của các dịch vụ IPTV................................37
2.2 Các tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ QoS và chất lƣợng trải nghiệm QoE .37
2.2.1 Tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ QoS ................................................37
...................................37
2.2.1.2 Băng thông – Bandwidth .....................................................................38
2.2.1.3 Độ trễ - Delay......................................................................................39
2.2.1.4 Độ biến thiên trễ - Delay variation/Jitter..............................................39
2.2.1.5 Mất gói – Packet loss...........................................................................40
2.2.1.6 Nghẽn trên server ................................................................................40
2.2.1.7 Mạng lõi, mạng truy nhập và mạng tại thuê bao ..................................41
2.2.2 Tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ QoE ................................................41
2.3 Các tiêu chuẩn áp dụng cho chất lƣợng dịch vụ IPTV ......................................43
2.3.1 Tiêu chí chất lƣợng tín hiệu video/audio ....................................................43
2.3.2 Tiêu chí về truyền dẫn................................................................................44
2.3.3 Tiêu chí thời gian tƣơng tác .......................................................................45
2.3.4 Tiêu chí đồng bộ giữa tín hiệu hình và tiếng ..............................................45
2.3.5 Các tiêu chí chất lƣợng phục vụ .................................................................46
2.3.5.1 Độ khả dụng của dịch vụ .....................................................................46
2.3.5.2 Thời gian thiết lập dịch vụ...................................................................46
2.3.5.3 Thời gian khắc phục dịch vụ................................................................47
2.4 Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................47
CHƢƠNG 3...............................................................................................................48
CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ IPTV/VOD TRÊN
MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP HFC VCTV...............................................................48
3.1 Giới thiệu mạng Truyền hình Cáp VCTV.........................................................48
3.1.1 Giới thiệu chung về VCTV ........................................................................48
3.1.1.1 Lịch sử và các dịch vụ của VCTV .......................................................48
3.1.1.2 Cơ cấu tổ chức.....................................................................................50
3.1.2 Phân tích hiện trạng mạng VCTV ..............................................................50
3.1.2.1 Tổng quan về hệ thống mạng truyền hình cáp VCTV ..........................51
3.1.2.2 Thực trạng hệ thống truyền hình cáp VCTV ........................................55
3.2 Case Study: Triển khai hệ thống IPTV trên mạng Cáp VCTV ..........................57
3.2.1 Sơ đồ, cấu trúc hệ thống.............................................................................57
3.2.2 Kết quả đo các tham số chính.....................................................................58
3.2.3 Nhận xét, đánh giá chất lƣợng dịch vụ .......................................................64
3.3 Một số giải pháp nâng cao chất lƣợng dịch vụ IPTV/VOD trên mạng truyền hình
cáp HFC của VCTV...............................................................................................65
3.3.1 Nâng cao hiệu năng quản lý, theo dõi, giám sát hệ thống ...........................65
3.3.1.1 Các biện pháp đảm bảo QoS IPTV ở Head-end ...................................65
3.3.1.2 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng quản lý.......................................66
3.3.1.3 Các biện pháp đảm bảo QoS ở Home network.....................................66
3.3.1.4 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng truyền dẫn..................................66
3.3.2 Tối ƣu thiết kế mạng đáp ứng chất lƣợng dịch vụ IPTV .............................70

5. 3.3.2.1 Thiết kế hiện tại của hệ thống mạng cáp tại Hà Nội.............................70
3.3.2.2 Sự cần thiết phải đầu tƣ cải tạo, nâng cấp mạng cáp quang..................71
3.3.2.3 Phân tích lựa chọn phƣơng án kỹ thuật và công nghệ ..........................71
3.3.3 Triển khai DOCSIS 3.0..............................................................................74
3.3.3.1 Giới thiệu tổng quan về DOCSIS.........................................................74
3.3.3.2 DOCSIS 3.0 ........................................................................................79
3.3.3.3 Triển khai DOCSIS 3.0 .......................................................................82
3.4 Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................86
KẾT LUẬN ...............................................................................................................87
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH ......................................................88

6. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Nghĩa Tiếng Anh Nghĩa Tiếng Việt
ADSL Asymmetric Digital Subscriber
Line
Đƣờng dây thuê bao số bất đối
xứng
AON Active Optical Network Mạng quang tích cực
AQM Active Queue Management Quản lý hàng đợi tích cực
ATM Asynchronnuos Transfer Mode Mode truyền dẫn bất đồng bộ
BPON Broadband Passive Optical
Network
Mạng quang thụ động băng rộng
CATV Collective Antenna Television/
Community Antenna
Television
Truyền hình cáp hữu tuyến
CMTS Cable Modem Termination
System
Hệ thống kết cuối modem cáp
CPU Central Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm
CWDM Coarse Wavelength Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bƣớc
sóng mật độ thấp
DHCP Dynamic Host Configuration
Protocol
Giao thức cấu hình địa chỉ Host
động
DF Delay Factor Độ trễ
DOCSIS Data Over Cable Service
Interface Specification
Chuẩn viễn thông quốc tế cho
phép truyền dữ liệu tốc độ cao
trên mạng CATV
DRM Digital Rights Management Quản lý quyền nội dung số
DSL Digital Subscriber Line Đƣờng dây thuê bao số
DSLAM Digital Subscriber Line Access
Multiplexer
Bộ ghép kênh truy cập đƣờng dây
thuê bao số
DWDM Dense Wavelength Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bƣớc
sóng mật độ cao
EPON Ethernet PON Mạng quang thụ động Ethernet
EQAM Edge quadrature amplitude
modulation
ETSI European Telecommunications
Standard Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu
Âu
FEC Forward Error Correcting Mã sửa sai
FTP File Transfer Protocol Giao thức vận chuyển file
FTTC Fiber To The Curd Cáp quang tới lề đƣờng
FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới hộ gia đình
FTTN Fiber To The Neighbourhood Cáp quang tới vùng lân cận
GPON Gigabit PON Mạng quang thụ động Gigabit
HD High Definition Định dạng chất lƣợng cao
HDTV High Definition Television Truyền hình chất lƣợng cao
HFC Hybrid Fiber Coaxial Hỗn hợp cáp quang/đồng trục
HUB Một đơn vị đƣợc chia của mạng CATV với đầy đủ thiết bị giống
nhƣ mô hình tổng thể.

7. IP Internet Protocol Giao thức Internet
IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức Internet
IPTVCD IPTV Cunsumer Device Thiết bị khách hàng IPTV
IRD Integrated Receiver Decoder Bộ giải mã đầu thu tích hợp
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ITU-T International
Telecommunications Union –
Telecommunication
Tổ chức viễn thông quốc tế về các
tiêu chuẩn viễn thông
LSR Label Switch Router Chuyển mạch nhãn
MDI Media Delivery Index Tham số truyền dữ liệu media
Middleware Các phần mềm chức năng hoặc dịch vụ liên kết các thành phần đặc
biệt (ví dụ nhƣ server các ứng dụng, VoD server và STB) và các
thành phần ứng dụng (ví dụ nhƣ giám sát truy cập có điều kiện, hệ
thống tính cƣớc và các dịch vụ tƣơng tác, ...)
MIB Base Information Management Cơ sở thông tin quản lý
MLR Media Loss Rate Tỷ lệ mất nội dung
MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia về ảnh động
MPLS Multi-Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
NTSC National Television System
Committee
Ủy ban hệ thống truyền hình quốc
gia (Mỹ)
OC Optical Carrier Sóng mang quang
OSS Operational Support System Hệ thống hỗ trợ hoạt động
OSI Open Systems Interconnection Liên kết hệ thống mở
PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động
PSTN Public Switched Telephone
Network
Mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
PSNR Peak Signal to Noise Ratio Tỷ lệ giữa tín hiệu và nhiễu
QAM Quadrature amplitude
modulation
Điều chế biên độ trực giao
QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ
QoE Quality of Experience Chất lƣợng trải nghiệm
RED Random Early Detection Kỹ thuật loại bỏ gói sớm ngẫu
nhiên
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực
RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức streaming thời gian
thực
SD Standard Definition Định dạng chất lƣợng chuẩn
SDV Switched Digital Video Chuyển mạch video số
SLA Service Level Agreement Hợp đồng thống nhất mức dịch vụ
SNMP Simple Network Management
Protocol
Giao thức quản lý mạng đơn giản
SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
STB Set Top Box Bộ giải mã
Streaming Phƣơng thức để phân phối video hoặc nội dung khác trên mạng
trong các luồng nối tiếp nhau theo một tỷ lệ phù hợp với tốc độ dữ
liệu đƣợc sử dụng bởi thiết bị hiển thị.

8. TCP/IP Transmission Control Protocol /
Internet Protocol
Giao thức điều khiển vận chuyển
trên nền IP
VCTV Viet Nam Cable Television Truyền hình cáp Việt Nam
VoD Video on Demand Video theo yêu cầu
VTV Viet Nam Television Đài Truyền hình Việt Nam
WDM Wavelength Division
Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bƣớc
sóng
WRED Weight Random Early
Detection
Kỹ thuật loại bỏ gói sớm ngẫu
nhiên theo trọng số

9. DANH MỤC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Danh mục hình vẽ Trang
Hình 1.1 Sơ đồ khối đơn giản của một hệ thống IPTV 6
Hình 1.2 Các thành phần của cấu trúc chức năng hệ thống IPTV 7
Hình 1.3 Cấu trúc mạng các kênh truyền hình Internet 19
Hình 1.4 Mạng HFC end-to-end 22
Hình 1.5 Mô hình triển khai cấu trúc mạng IPTV cáp kết hợp IP và RF 24
Hình 1.6 Minh hoạ cho truyền dẫn Multicast 29
Hình 1.7 Minh hoạ cho truyền dẫn Unicast 30
Hình 2.1 Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan của ngƣời dùng 34
Hình 2.2 Mạng trƣớc và sau hội tụ 36
2.3 Ảnh hƣởng của tỉ lệ mất gói đối với tỉ lệ lỗi/mất khung MPEG 40
Hình 2.4 Mô hình MPQM 43
Hình 2.5 Mô hình V-factor 43
Hình 3.1 Hiện tƣợng bóng mờ trên TV analog Broadcast 51
Hình 3.2 Nguyên nhân xảy ra hiện tƣợng bóng mờ 51
Hình 3.3 Sơ đồ tổng quan mạng truyền hình cáp HFC VCTV 52
Hình 3.4 Sơ đồ hệ thống Master Head End VCTV 53
Hình 3.5 Băng tần theo chuẩn quốc tế 55
Hình 3.6 Băng tần hiện tại của VCTV 55
Hình 3.7 Phổ tần mạng cáp VCTV đo bằng máy phân tích phổ Techtronix
2714
56
Hình 3.8 Phổ tần kênh VTV3 56
Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống IPTV triển khai tại VCTV 57
Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của delay trong 24 giờ 59
Hình 3.11 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của băng thông trong 24 giờ 59
Hình 3.12 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi của packet lost trong 24 giờ 59
Hình 3.13 Ảnh hƣởng giữa số client và băng thông (down) dịch vụ VoD
của đƣờng truyền
61
Hình 3.14 Ảnh hƣởng giữa số client và RAM (server) 61
Hình 3.15 Giao diện quản lý thiết bị của SNMP 62
Hình 3.16 Giao diện quan sát các thông số của CMTS 62
Hình 3.17 Giao diện quan sát các thông số của server (1) 63
Hình 3.18 Giao diện quan sát các thông số của server (2) 63
Hình 3.19 Các thành phần của IPTV 65
Hình 3.20 Băng thông của mạng truyền dẫn 67
Hình 3.21 Các loại trễ 68
Hình 3.22 Mất gói do tràn bộ đệm hàng đợi 68
Hình 3.23 Dải bƣớc sóng sử dụng cho viễn thông (1) 72
Hình 3.24 Dải bƣớc sóng sử dụng cho viễn thông (2) 72
Hình 3.25 Sơ đồ tổng quát đƣợc triển khai nâng cấp mạng 74
Hình 3.26 Kiến trúc DOCSIS 78
Hình 3.27 Cấp phát tần số động với DOCSIS 2.0 80
Hình 3.28 Cấp phát tần số động với DOCSIS 3.0 80

10. Hình 3.29 Hệ thống vẫn tiếp tục hoạt động bình thƣờng nếu một thiết
bị hỏng
81
Hình 3.30 Tự động phát hiện và cô lập nhiễu hệ thống 81
Hình 3.31 DOCSIS 3.0 Channel Bonding 82
Hình 3.32 Cấu trúc Modular CMTS 83
Hình 3.33 Cấu trúc logic của Modular CMTS 83
Hình 3.34 Kiến trúc Modular CMTS 84
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Danh mục bảng biểu Trang
Bảng 1.1 Các dịch vụ IPTV 9
Bảng 1.2 So sánh các công nghệ DSL 18
Bảng 2.1 So sánh QoS và QoE 35
Bảng 2.2 Kiểu lƣu lƣợng và các vấn đề khi không thực thi QoS 37
Bảng 2.3 Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ SDTV, VoD mã
MPEG-2
44
Bảng 2.4 Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ SDTV, VoD mã MPEG-
4 AVC hay VC-1
44
Bảng 2.5 Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ HDTV mã MPEG-2 44
Bảng 2.6 Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ HDTV mã MPEG-4
AVC hay VC-1
45
Bảng 2.7 Chỉ tiêu thời gian tƣơng tác 45
Bảng 2.8 Chỉ tiêu đồng bộ giữa tín hiệu hình và tiếng 45
Bảng 3.1 Kết quả đo lƣờng tham số tại server 60
Bảng 3.2 Bảng thống kê khách hàng trên các node thuộc vòng 1 70
Bảng 3.3 So sánh lƣu lƣợng các chuẩn DOCSIS 77
Bảng 3.4 So sánh tốc độ truyền các chuẩn DOCSIS 79

11. 1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay sự phát triển của các dịch vụ truyền hình vệ tinh, sự tăng trƣởng của dịch
vụ truyền hình cáp số, và đặc biệt là sự ra đời của HDTV đã để lại dấu ấn to lớn đối
với lĩnh vực truyền hình. Tuy nhiên, trên thế giới đã xuất hiện một phƣơng thức cung
cấp dịch vụ mới đó là IPTV (Internet Protocol Television) dựa trên mạng viễn thông
băng thông rộng. IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tƣơng tác hơn, tạo nên sự
cạnh tranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ truyền hình.
Tại Việt Nam, hiện có nhiều nhà khai thác dịch vụ viễn thông lớn đang cạnh
tranh nhau nhằm cung cấp cho khách hàng các dịch vụ băng rộng với chất lƣợng cao
và giá rẻ. Họ cũng đã nhận ra xu hƣớng phát triển của truyền hình trực tuyến và video
theo yêu cầu, và đang có những bƣớc đi mạnh mẽ.
Tuy nhiên vấn đề khó khăn của các nhà cung cấp dịch vụ IPTV đó là đảm bảo
chất lƣợng dịch vụ cho nhu cầu càng cao về dịch vụ IPTV của khách hàng. Do đó các
nhà cung cấp dịch vụ đều tìm mọi cách để nâng cao chất lƣợng dịch vụ, chiếm đƣợc
lòng tin của khách hàng. Đề tài tập trung nghiên cứu, phân tích các yếu tố ảnh hƣởng
tới chất lƣợng dịch vụ IPTV/VOD, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao chất lƣợng
dịch vụ, tập trung trên mạng Truyền hình Cáp HFC.
Đề tài “Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lƣợng dịch vụ IPTV/VOD
trên hạ tầng mạng Truyền hình Cáp HFC” hiện nay là đề tài hết sức thiết thực góp
phần thúc đẩy sự phát triển dịch vụ truyền hình Cáp tại Đài Truyền hình Việt Nam nói
riêng và các dịch vụ truyền hình trả tiền tại Việt Nam nói chung.
2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu của đề tài
Tổng quan về dịch vụ IPTV/VOD, các công nghệ triển khai IPTV trên mạng
viễn thông và mạng HFC.
Phân tích các yếu tố ảnh hƣởng tới chất lƣợng dịch vụ IPTV/VOD, các tham số
đánh giá chất lƣợng, các tiêu chí đánh giá dịch vụ IPTV/VOD.
Giới thiệu Case Study về triển khai dịch vụ IPTV/VOD đang thực hiện tại
VCTV, kết quả đo kiểm các tham số đánh giá chất lƣợng dịch vụ đang hoạt
động. Đƣa ra nhận xét, so sánh, đánh giá. Sau đó đề xuất một số khuyến nghị,
giải pháp nâng cao chất lƣợng dịch vụ IPTV/VOD trên hạ tầng mạng Truyền
hình Cáp HFC.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu là dịch vụ IPTV/VOD trên mạng truyền hình Cáp

12. 2
- Phạm vi nghiên cứu về không gian: Tập trung chính tại VCTV – Trung tâm Kỹ
thuật Truyền hình Cáp Việt Nam - Đài Truyền hình Việt Nam.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp nghiên cứu là vận dụng một cách tổng hợp nhiều phƣơng pháp
nghiên cứu cơ bản nhƣ: Thống kê, tổng hợp và so sánh, đối chiếu và phân tích
5. Kết cấu luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, mục lục và danh mục tài liệu tham khảo, đề tài
đƣợc kết cấu thành 3 chƣơng:
- Chƣơng I: Tổng quan về IPTV, các công nghệ sử dụng trong IPTV.
- Chƣơng II: Đánh giá chất lƣợng dịch vụ IPTV.
- Chƣơng III: Các giải pháp nâng cao chất lƣợng dịch vụ IPTV/VOD trên
mạng Truyền hình cáp HFC.

13. 3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ IPTV, CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG IPTV
1.1. Giới thiệu IPTV
1.1.1 Khái niệm IPTV
IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television - truyền hình qua
giao thức Internet. Thực chất tất cả các tên gọi đều đƣợc sử dụng để nói đến việc phân
phối truyền hình băng rộng chất lƣợng cao hoặc nội dung âm thanh và hình ảnh theo
yêu cầu trên một mạng băng rộng. IPTV là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để
phân phối các kênh truyền hình truyền thống, phim truyện, và nội dung video theo yêu
cầu trên một mạng riêng. Từ góc nhìn của ngƣời sử dụng thì IPTV chỉ hoạt động nhƣ
một chuẩn dịch vụ truyền hình trả tiền. Từ góc nhìn của nhà cung cấp thì IPTV bao
gồm việc thu nhận, xử lý và phân phối chính xác nội dung truyền hình tới thuê bao
thông qua một hạ tầng mạng sử dụng IP. Theo định nghĩa đƣợc đƣa ra bởi Liên minh
viễn thông quốc tế tập trung vào nhóm IPTV thì IPTV là các dịch vụ đa phƣơng tiện
(ví dụ nhƣ dữ liệu truyền hình, video, âm thanh, văn bản, đồ họa) đƣợc phân phối trên
một mạng IP có sự quản lý để cung cấp các mức yêu cầu về chất lƣợng của dịch vụ, an
toàn, có tính tƣơng tác và tin cậy.
Có thể thấy, IPTV là một dịch vụ số mà có khả năng cung cấp những tính năng
vƣợt 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 chƣơng trình
truyền hình trên màn hiển thị, hay có thể nhận tin nhắn SMS, E – mail…
1.1.2 Đặc trƣng của IPTV
IPTV có một số điểm đặc trƣng sau:
 Hỗ trợ truyền hình tương tác: khả năng của hệ thống IPTV cho phép các nhà
cung cấp dịch vụ phân phối đầy đủ các ứng dụng của truyền hình tƣơng tác. Các dạng
dịch vụ IPTV có thể đƣợc phân phối bao gồm chuẩn truyền hình trực tiếp, truyền hình
hình ảnh chất lƣợng cao HDTV (High Definition Television), các trò chơi tƣơng tác và
truy cập Internet tốc độ cao.
 Dịch thời gian: IPTV kết hợp với một bộ ghi hình video số cho phép dịch
chuyển thời gian để xem nội dung chƣơng trình, đây là một kỹ thuật ghi hình và lƣu
trữ nội dung để có thể xem lại sau.
 Tính cá nhân: một hệ thống IPTV end-to-end hỗ trợ thông tin có tính hai chiều
và cho phép các user xem các chƣơng trình theo sở thích, thói quen…Hay cụ thể hơn
là cho các user xem cái gì họ muốn vào bất kỳ lúc nào.

14. 4
 Yêu cầu băng thông thấp: để thay thế cho việc phân phối mọi kênh cho mọi
user, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ phân phối các kênh mà
user đã yêu cầu. Đây là đặc điểm hấp dẫn cho phép các nhà khai thác mạng bảo toàn
đƣợc băng thông của họ.
 Nhiều thiết bị có thể sử dụng được: việc xem nội dung IPTV không giới hạn
cho Tivi. Khách hàng có thể sử dụng PC của họ và các thiết bị di động để truy cập các
dịch vụ IPTV.
1.1.3 Sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình Internet
Do đều đƣợc truyền trên mạng dựa trên giao thức IP, ngƣời ta đôi lúc hay nhầm
IPTV là truyền hình Internet. Tuy nhiên, 2 dịch vụ này có nhiều điểm khác nhau:
Các nền khác nhau:
Truyền hình Internet sử dụng mạng Internet công cộng để phân phát các nội
dung video tới ngƣời sử dụng cuối.
IPTV sử dụng mạng riêng bảo mật để truyền các nội dung video đến khách
hàng. Các mạng riêng này thƣờng đƣợc tổ chức và vận hành bởi nhà cung cấp dịch vụ
IPTV.
Về mặt địa lí:
Các mạng do nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sở hữu và điều khiển không cho
phép ngƣời sử dụng Internet truy cập. Các mạng này chỉ giới hạn trong các khu vực
địa lí cố định.
Trong khi, mạng Internet không có giới hạn về mặt địa lí, ngƣời dùng Interet
nào cũng có thể xem truyền hình Internet ở bất kì đâu trên thế giới.
Quyền sở hữu hạ tầng mạng:
Khi nội dung video đƣợc gửi qua mạng Internet công cộng, các gói sử dụng
giao thức Internet, nội dung video có thể bị trễ hoặc mất khi nó di chuyển trong các
mạng khác nhau trên mạng Internet công cộng. Do đó, nhà cung cấp các dịch vụ
truyền hình ảnh qua mạng Internet không đảm bảo chất lƣợng truyền hình nhƣ với
truyền hình mặt đất, truyền hình cáp hay truyền hình vệ tinh. Thực tế là các nội dung
video truyền qua mạng Internet khi hiển thị trên màn hình TV có thể bị giật và chất
lƣợng hình ảnh thấp.
Trong khi, IPTV chỉ đƣợc phân phối qua một hạ tầng mạng của nhà cung cấp
dịch vụ. Do đó ngƣời vận hành mạng có thể điều chỉnh để có thể cung cấp hình ảnh
với chất lƣợng cao.
Cơ chế truy cập:
Một Set-Top Box số thƣờng đƣợc sử dụng để truy cập và giải mã nội dung
video đƣợc phân phát qua hệ thống IPTV, trong khi PC thƣờng đƣợc sử dụng để truy

15. 5
cập các dịch vụ Internet. Các loại phần mềm đƣợc sử dụng trong PC thƣờng phụ thuộc
vào loại nội dung truyền hình Internet. Ví dụ nhƣ, để download các chƣơng trình TV
từ trên mạng Internet, đôi khi cần phải cài đặt các phần mềm media cần thiết để xem
đƣợc nội dung đó. Hay hệ thống quản lí bản quyền cũng cần để hỗ trợ cơ chế truy cập.
Giá thành:
Nội dung chƣơng trình đƣợc phân phát qua mạng Internet công cộng tự do thay
đổi. Điều này khiến các công ty truyền thông đƣa 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 một loại hình dịch vụ giải trí.
1.1.4 Ƣu điểm của IP và sự lựa chọn IP cho IPTV
Truyền hình số đƣợc định thời một cách chính xác, là dòng dữ liệu liên tục có
tốc độ bit không đổi, thƣờng hoạt động trên các mạng mà mỗi tín hiệu đƣợc truyền đều
phục vụ cho mục đích truyền hình. Trái với truyền hình, mạng IP truyền những loại dữ
liệu khác nhau từ rất nhiều nguồn trên một kênh chung, bao gồm thứ điện tử, trang
web, tín nhắn trực tiếp, tiếng nói qua IP (VoIP) mà nhiều loại dữ liệu khác. Để truyền
đồng thời những dữ liệu này, Mạng Internet phân thông tin thành các gói. Nhƣ vậy, rõ
ràng là IP và truyền hình không phải là một sự kết hợp hoàn hảo (lý tƣởng) về công
nghệ.
Mặc dù không tƣơng thích về căn bản, nhƣng thị trƣờng IPTV vẫn bùng nổ.
Vậy lý do tại sao lại chọn các mạng dựa trên IP để truyền tín hiệu truyền hình? Câu trả
lời cho câu hỏi này có thể tóm tắt thành năm điểm sau:
Mạng IP băng rộng đã vƣơn tới rất nhiều gia đình ở nhiều nƣớc, các nhà cung
cấp dịch vụ truyền hình có thể sử dụng những mạng này để phát các dịch vụ truyền
hình mà không cần xây dựng hệ thông mạng riêng của họ.
IP có thể đơn giản công việc phát các dịch vụ truyền hình mới, nhƣ là chƣơng
trình tƣơng tác, truyền hình theo yêu cầu…
Giá thành của mạng IP tiếp tục giảm do số thiết bị đƣợc sản xuất mỗi năm rất
lớn và sự tồn tại của các chuẩn trên toàn thế giới.
Mạng IP có mặt trên toàn thế giới, và số ngƣời dùng mạng Internet tốc độ cao
tiếp tục tăng rất nhanh.
IP là công nghệ hoàn hảo cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm sự trao đổi
dữ liệu, mạng cục bộ, chia sẻ tệp tin, lƣớt web và nhiều nhiều nữa…
IP cung cấp cơ chế để định hƣớng truyền gói giữa các thiết bị đƣợc liên kết
trong mạng. IP là một giao thức phổ biến đƣợc sử dụng khắp các mạng Internet và
hàng triệu các mạng khác có sử dụng IP. Không có IP, mọi việc sẽ hỗn loạn bởi vì
không có cách nào để một thiết bị gửi dữ liệu một cách riêng biệt tới một thiết bị khác.

16. 6
Với việc sử dụng các mạng IP để truyền dẫn tín hiệu truyền hình, việc xem
truyền hình hiện đại sẽ rất khác so với xem truyền hình trƣớc đây. Các tín hiệu truyền
hình bây giờ không khác gì những dữ liệu khác. Nhờ đó, ngoài các kênh truyền hình
quảng bá truyền thống, chúng ta sẽ có thêm những kênh truyền hình riêng biệt, tƣơng
tác để thỏa mãn nhu cầu của từng ngƣời.
1.1.5 Sơ đồ, cấu trúc hạ tầng IPTV
1.1.5.1 Sơ đồ mạng IPTV
Sơ đồ khối đơn giản của một hệ thống IPTV điển hình đƣợc minh họa ở hình vẽ
dƣới đây:
Hình 1.1 Sơ đồ khối đơn giản của một hệ thống IPTV
(i) Headend - Trung tâm dữ liệu IPTV
Cũng đƣợc biết đến là ―đầu cuối - headend‖. Trung tâm dữ liệu IPTV nhận nội
dung từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm truyền hình địa phƣơng, các nhà tập hợp nội
dung, nhà sản xuất, qua đƣờng cáp, trạm số mặt đất hay vệ tinh. Ngay khi nhận đƣợc
nội dung, một số các thành phần phần cứng khác nhau nhƣ thiết bị mã hóa, các máy
chủ video, bộ định tuyến IP và thiết bị bảo mật dành riêng đƣợc 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 đƣợc yêu cầu để quản lý hồ sơ và phí thuê bao của những ngƣời sử dụng.
(ii) Mạng truyền dẫn băng thông rộng
Việc truyền dẫn dịch vụ IPTV yêu cầu kết nối điểm – điểm. Trong trƣờng hợp
triển khai IPTV trên diện rộng, số lƣợng các kết nối điểm – điểm tăng đáng kể và yêu
cầu độ rộng băng thông của cơ sở hạ tầng khá rộng. Sự tiến bộ trong công nghệ mạng
trong những năm qua cho phép những nhà cung cấp viễn thông thỏa mãn một lƣợng
lớn yêu cầu độ rộng băng thông mạng. Hạ tầng truyền hình cáp dựa trên cáp đồng trục
lai cáp quang và các mạng viễn thông dựa trên cáp quang rất phù hợp để truyền tải nội
dung IPTV.

17. 7
(iii) Thiết bị người dùng IPTV
Thiết bị ngƣời dùng IPTV (IPTVCD) là thành phần quan trọng trong việc cho
phép mọi ngƣời có thể truy xuất vào các dịch vụ IPTV. Thiết bị này kết nối vào mạng
băng rộng và có nhiệm vụ giải mã và xử lý dữ liệu video dựa trên IP gửi đến. Thiết bị
ngƣời dùng hỗ trợ công nghệ tiên tiến để có thể tối thiểu hóa hay loại bỏ hoàn toàn ảnh
hƣởng của lỗi, sự cố mạng khi đang xử lý nội dung IPTV.
(iv) Mạng gia đình
Mạng gia đình kết nối với một số thiết bị kĩ thuật số bên trong một diện tích
nhỏ. Nó cải tiến việc truyền thông và cho phép chia sẻ tài nguyên (các thiết bị) kĩ thuật
số đắt tiền giữa các thành viên trong gia đình. Mục đích của mạng gia đình là để cung
cấp việc truy cập thông tin, nhƣ là tiếng nói, âm thanh, dữ liệu, giải trí, giữa những
thiết bị khác nhau trong nhà. Với mạng gia đình, ngƣời dùng có thể tiết kiệm tiền và
thời gian bởi vì các thiết bị ngoại vi nhƣ là máy in và máy scan, cũng nhƣ kết nối
Internet băng rộng, có thể đƣợc chia sẻ một cách dễ dàng.
1.1.5.2 Cấu trúc chức năng dịch vụ IPTV
Một mạng IPTV có thể bao gồm nhiều thành phần cơ bản, nó cung cấp một cấu
trúc chức năng cho phép phân biệt và chuyên môn hoá các nhiệm vụ. Hình 1.2 trình
bày sáu thành phần chính của cấu trúc chức năng đƣợc tạo thành bởi các chức năng
sau: cung cấp nội dung, phân phối nội dung, điều khiển IPTV, truyền dẫn IPTV, thuê
bao và bảo an.
Hình 1.2 Các thành phần cấu trúc chức năng hệ thống IPTV

18. 8
(i) Cung cấp nội dung
Tất cả nội dung đƣợc sử dụng bởi dịch vụ IPTV, bao gồm VoD và truyền hình
quảng bá sẽ phải thông qua chức năng cung cấp nội dung, ở đó các chức năng tiếp
nhận, chuyển mã và mã hóa sẽ tạo nên các luồng video số có khả năng đƣợc phân phối
qua mạng IP.
(ii) Phân phối nội dung
Khối phân phối nội dung bao gồm các chức năng chịu trách nhiệm về việc phân
phối nội dung đã đƣợc mã hoá tới thuê bao. Thông tin nhận từ các chức năng vận
chuyển và điều khiển IPTV sẽ giúp phân phối nội dung tới thuê bao một cách chính
xác. Chức năng phân phối nội dung sẽ bao gồm cả việc lƣu trữ các bản copy của nội
dung để tiến hành nhanh việc phân phối, các lƣu trữ tạm thời (cache) cho VoD và các
bản ghi video cá nhân. Khi chức năng thuê bao liên lạc với chức năng điều khiển IPTV
để yêu cầu nội dung đặc biệt, thì nó sẽ gửi tới chức năng phân phối nội dung để có
đƣợc quyền truy cập nội dung.
(iii) Điều khiển IPTV
Các chức năng điều khiển IPTV là trái tim của dịch vụ. Chúng chịu trách nhiệm
về việc liên kết tất cả các chức năng khác và đảm bảo dịch vụ hoạt động ở cấp độ thích
hợp để thoả mãn nhu cầu của khách hàng. Chức năng điều khiển IPTV nhận yêu cầu từ
thuê bao, liên lạc với chức năng phân phối và vận chuyển nội dung để đảm bảo nội
dung đƣợc phân phối tới thuê bao. Một chức năng khác của điều khiển IPTV là cung
cấp hƣớng dẫn chƣơng trình điện tử EPG (Electronic Program Guide), EPG đƣợc thuê
bao sử dụng để chọn nội dung theo nhu cầu. Chức năng điều khiển IPTV cũng sẽ chịu
trách nhiệm về quản lý quyền nội dung số DRM (Digital Rights Management) đƣợc
yêu cầu bởi thuê bao để có thể truy cập nội dung.
(iv) Chức năng vận chuyển IPTV
Sau khi nội dung yêu cầu từ thuê bao đƣợc chấp nhận, chức năng vận chuyển
IPTV sẽ chịu trách nhiệm truyền tải nội dung đó tới thuê bao, và cũng thực hiện truyền
ngƣợc lại các tƣơng tác từ thuê bao tới chức năng điều khiển IPTV.
(v) Chức năng thuê bao
Chức năng thuê bao bao gồm nhiều thành phần và nhiều hoạt động khác nhau,
tất cả đều đƣợc sử dụng bởi thuê bao để truy cập nội dung IPTV. Một số thành phần
chịu trách nhiệm liên lạc thông tin với chức năng truyền dẫn, ví dụ nhƣ truy cập
getway kết nối với DSLAM, hay trình STB sử dụng trình duyệt web để kết nối với
Middleware server. Trong chức năng này, STB lƣu trữ một số các thành phần quan
trọng nhƣ các key DRM và thông tin xác thực user. Khối chức năng thuê bao sẽ sử
dụng EPG cho phép khách hàng lựa chọn hợp đồng để truy cập và yêu cầu nó từ các

19. 9
chức năng điều khiển IPTV. Nó cũng nhận các giấy phép số và các key DRM để truy
cập nội dung.
(vi) Chức năng bảo mật
Tất cả các chức năng trong mô hình IPTV đều đƣợc hỗ trợ các cơ chế bảo an tại
các cấp độ khác nhau. Chức năng cung cấp nội dung sẽ có bộ phận mật mã đƣợc cung
cấp bởi nhà cung cấp nội dung. Chức năng phân phối nội dung sẽ đƣợc đảm bảo thông
qua việc sử dụng DRM. Các chức năng điều khiển và vận chuyển sẽ dựa vào các
chuẩn bảo an để tránh các thuê bao không đƣợc xác thực có quyền sửa đổi và truy cập
nội dung. Chức năng thuê bao sẽ bị giới hạn sử dụng các cơ chế bảo an đƣợc triển khai
tại STB và Middleware server. Tóm lại, tất cả các ứng dụng và các hệ thống hoạt động
trong môi trƣờng IPTV sẽ có các cơ chế bảo an luôn sẵn sàng đƣợc sử dụng để trách
các hoạt động trái phép.
1.1.6 Các dịch vụ IPTV
IPTV không chỉ đơn thuần là IP video. Trên thực tế, các nhà khai thác viễn
thông đang tập trung vào dịch vụ này để tạo ra sự khác biệt của dịch vụ họ cung cấp
với các dịch vụ mà các nhà khai thác mạng truyền hình cáp hay vệ tinh cung cấp. Tất
cả các lựa chọn cấu trúc và công nghệ cơ sở tập trung vào việc phân phối nhiều loại
dịch vụ video theo yêu cầu và video quảng bá, nhƣng với kinh nghiệm về các dịch vụ
thoại và số liệu tốc độ cao cho phép các nhà khai thác viễn thông cung cấp cho khách
hàng các dịch vụ tích hợp bổ xung là một phần của gói dịch vụ IPTV lớn.
Các dịch vụ chính thƣờng đƣợc triển khai trƣớc là dịch vụ video theo yêu cầu
và video quảng bá, tuy nhiên các nhà khai thác viễn thông đều có kế hoạch bổ sung
các dịch vụ này với các dịch vụ trò chơi, quảng cáo, âm thanh, thông tin… Điều cần
biết là định nghĩa và phạm vi của các dịch vụ này sẽ liên tục đƣợc phát triển theo thời
gian.
Bảng 1.1 dƣới đây mô tả tổng quan các loại dịch vụ IPTV khác nhau hiện đang
đƣợc triển khai [4,12].
Bảng 1.1 Các dịch vụ IPTV
Live TV
 Digital TV
 Premium TV
 Pay-per-view
 Near video-on-demand
 Program guide
Entertainment
 Gaming
 Gambling
 Karaoke
 Internet TV
Stored TV Commerce

20. 10
 Video on demand
 Subscription VoD
 Time-dhifting PRV
 Network PVR
 Telecomerce
 Targeted/interactive advesting
Communictaion
 Residental VoIP portal
 SMS/MMS mesaging
 Instant messaging
 Mobile services portal
 Video conferencing
 Emergency alert system
ASP
 Distance learning
 Home automation portal
 Converged services
 Hospitality
1.1.6.1 Các dịch vụ video IPTV
Các dịch vụ IPTV video có thể phân thành hai nhóm: phát quảng bá và phát
theo yêu cầu.
a) Các dịch vụ video quảng bá
Về cơ bản, các dịch vụ video quảng bá không khác gì so với các dịch vụ video
mà các nhà khai thác truyền hình cáp, vệ tinh, mặt đất cung cấp ngày nay. Điều này
góp phần tạo thành tiêu chuẩn đối với dịch vụ TV, không kể đến các cơ chế truyền tải:
lai cáp đồng/quang, DSL hay FTTx…Các kênh video quảng bá bao gồm các kênh
truyền hình quốc gia, địa phƣơng và các kênh trả tiền (nhƣ HBO).
Số các kênh quảng bá khu vực có thể thay đổi theo thị trƣờng, các kênh này
thƣờng hỗ trợ các phiên bản theo khu vực của các mạng gốc (ABC, CBS, NBC và
Fox..).Một số trong các kênh quảng bá có định dạng độ phân giải cao (HD), điều đó có
nghĩa các nhà khai thác viễn thông có thể cung cấp cho khách hàng cả hai loại kênh
quảng bá tiêu chuẩn (SD) và độ phân giải cao (HD). Một phần nội dung quảng bá có
thể đƣợc lƣu lại trong mạng và sử dụng sau đó.
b) Các dịch vụ video lưu trữ
Các dịch vụ video lƣu trữ có nhiều dạng và là nền tảng để phân biệt với các nội
dung video khác đƣợc truyền tải qua các mạng IP. Nội dung video lƣu trữ đáp ứng
đƣợc nhiều các sở thích khác nhau của ngƣời xem. Tùy theo vị trí lƣu trữ, khách hàng
có thể tận dụng đƣợc các ƣu điểm của nội dung video lƣu tại thiết bị khách hàng hoặc
mạng để điều khiển một các linh hoạt khi sử dụng dịch vụ nhƣ: tua nhanh, tua ngƣợc,
tạm dừng... nhƣ khi họ sử dụng VCDs/DVDs. Nội dung video lƣu trữ là động lực
chính thúc đẩy sự phát triển phần mềm lớp dịch vụ trong các mạng IPTV cũng nhƣ các
tùy chọn của Set-Top Box. Các tùy chọn nội dung video lƣu trữ bao gồm:

21. 11
VoD lưu trữ cục bộ: Nội dung đƣợc xem là phổ biến rộng rãi sẽ đƣợc phát
quảng bá tới CPE qua mạng IP và lƣu cục bộ để khách hàng có thể xem theo yêu cầu.
Các nội dung này thƣờng gắn với quá trình xác thực quyền sử dụng khi xem đối với
từng thuê bao.
VoD lưu trên mạng: VoD lƣu trên mạng dành cho các nội dung đƣợc coi là
không phổ biến cho nhiều thuê bao tại cùng thời điểm. Khách hàng có thể yêu cầu xem
nội dung ngay lập tức và/hoặc sau khi yêu cầu. Nội dung có thể xem ngay đƣợc truyền
tải dƣới dạng unicast trên mạng IP, trong khi nội dung xem sau yêu cầu đƣợc tập hợp
theo nhóm các thuê bao và có thể truyền tải dạng broadcast hay narrowcast dựa trên
thứ tự tƣơng đƣơng đối với các thuê bao khác. Điều này sẽ cho phép nhà cung cấp dịch
vụ sử dụng tối ƣu các tài nguyên mạng một cách linh hoạt.
VoD thuê bao: VoD thuê bao là biến thể của hai dịch vụ trên, cho phép khách
hàng quyền xem một số nội dung đã đƣợc cho phép trƣớc đó trong một khoảng thời
gian xác định, tận dụng ƣu điểm của cả hai nội dung video lƣu trên mạng và cục bộ.
Ghi lại nội dung video theo yêu cầu cá nhân: PVR (Personal Video Recorder)
cho phép ngƣời dùng quyền ghi lại các chƣơng trình quảng bá/theo yêu cầu để xem lại
sau đó. Các quyền xem nội dung thay đổi tùy theo việc sử dụng một lần, nhiều lần hay
không giới hạn nội dung và phần mềm quản lý bản quyền (DRM) là yếu tố quan trọng
trong các trƣờng hợp này để kiểm soát quá trình chia sẻ nội dung giữa các thiết bị
trong nhà thuê bao.
Ghi lại nội dung video và lưu trên mạng (Network-based PVR): tƣơng tự nhƣ
dịch vụ PVR, sự khác nhau chủ yếu là vị trí lƣu nội dung, trong trƣờng hợp này là trên
mạng, thay vì sử dụng thiết bị của khách hàng. Dịch vụ này cho phép các thuê bao và
Set-Top Box đơn giản tận dụng đƣợc các ƣu điểm của các dịch vụ video lƣu trữ và cho
phép các nhà cung cấp dịch vụ tập hợp các nội dung lƣu trữ trong mạng một cách tối
ƣu nhờ đó giảm chi phí so với việc thuê bao phải sử dụng Set-Top Box phức tạp. Dịch
vụ này cũng cung cấp một cách tốt nhất cho thuê bao khả năng linh hoạt trong việc lựa
chọn chƣơng trình vì mạng có khả năng lƣu nhiều nội dung hơn so với Set-Top Box
của khách hàng.
1.1.6.2 Các dịch vụ IPTV audio
Nếu chỉ có dịch vụ IPTV audio thì chắc chắn không đủ kích thích các thuê bao
chuyển nhà cung cấp dịch vụ và cũng không đủ để nhà cung cấp dịch vụ đầu tƣ một
lƣợng lớn tiền vào hạ tầng mạng để phân phối dịch vụ IPTV. Tuy nhiên, khi kết hợp
với các tùy chọn khác nó sẽ nâng cao tính hấp dẫn của gói dịch vụ tổng thể.
a) Dịch vụ phát thanh
Dịch vụ này cho phép khách hàng dò tìm bất kỳ đài phát nào trên thế giới và
nghe qua lối ra âm thanh của TV hay hệ thống loa kèm theo.

22. 12
b) Dịch vụ âm nhạc quảng bá
Theo quan điểm dịch vụ âm thanh, dịch vụ này rất giống quảng bá video cơ
bản, nghĩa là ngƣời dùng có thể sử dụng nhiều kênh âm nhạc khác nhau. Dịch vụ này
đã khá phổ biến và đƣợc cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp dịch vụ cáp/MSO. Dịch vụ
âm nhạc này thƣờng đi kèm với thông tin đồ họa về nội dung nhạc hiển thị trên TV
của khách hàng. Hƣớng dẫn chƣơng trình chọn kênh cũng tƣơng tự nhƣ đối với các
kênh video.
c) Music on demand – Dịch vụ âm nhạc theo yêu cầu
Tƣơng tự nhƣ VoD, quyền yêu cầu và nghe tƣơng tự nhƣ đối với các dịch vụ
VoD. Mối quan hệ giữa các nhà cung cấp nội dung và phƣơng tiện là yếu tố quan
trọng nhƣ đối với dịch vụ VoD để đảm bảo có đƣợc thƣ viện lớn các file nhạc.
d) Music subscription service – Dịch vụ đăng ký âm nhạc
Cho phép thuê bao lƣu trữ và sắp xếp theo sở thích của mình.
Dịch vụ âm nhạc theo yêu cầu sẽ đƣợc truyền tải qua mạng IP theo cách tƣơng
tự nhƣ các dịch vụ VoD sử dụng các cơ cấu broadcast hay unicast, theo thời gian và
mức độ tƣơng đƣơng với các thuê bao khác.
1.1.6.3 Các dịch vụ IPTV gaming
Chơi game (một ngƣời hay nhiều ngƣời cùng lúc) trên truyền hình là dịch vụ
riêng biệt mà các nhà khai thác viễn thông đang xúc tiến tích hợp vào các gói dịch vụ
IPTV của họ. Sẽ có nhiều loại trò chơi cho nhiều loại đối tƣợng khác nhau cũng nhƣ
cũng nhƣ các trò chơi cho một ngƣời và nhiều ngƣời chơi cùng lúc. Khách hàng có thể
lựa chọn ngƣời chơi cùng cũng nhƣ lên kế hoạch thời gian chơi với ngƣời khác.
1.1.6.4 Các dịch vụ thông tin tích hợp
Dịch vụ thông tin IPTV tích hợp là lĩnh vực trong đó các nhà khai thác viễn
thông có ƣu thế hơn so với các nhà cung cấp đa dịch vụ/truyền hình cáp. Các dịch vụ
thông tin tích hợp sẽ tận dụng các lợi thế về tài nguyên của các nhà cung cấp dịch vụ
viễn thông khi cung cấp các dịch vụ thoại và truy cập Internet tốc độ cao. Các ví dụ về
dịch vụ thoại và Internet tích hợp đƣợc mô tả nhƣ sau:
a) Dịch vụ thoại tích hợp
Dịch vụ thoại tích hợp cho phép các thuê bao sử dụng TV của họ mở rộng các
chức năng dịch vụ thoại di động và cố định. Ví dụ:
Dịch vụ thông báo cuộc gọi đến (Incoming Call Notification Service): Hiển thị
biểu tƣợng trên TV, thông báo cho thuê bao có cuộc gọi thoại/video đến. Ngoài ra còn
hỗ trợ các chức năng hiển thị số thuê bao và ghi lại cuộc gọi.

23. 13
Dịch vụ thông báo bản tin (Message Notification Service): Hiển thị biểu tƣợng
trên TV, thông báo cho thuê bao có lời nhắn (voice mail) trong hộp thƣ kèm theo dịch
vụ thoại cố định và/hoặc di động.
Dịch vụ thiết lập kết nối (Connection Establishment Service): cho phép thuê
bao gọi thoại/video từ TV của họ.
Dịch vụ hội nghị thoại/video (Voice/Video Conferencing Service): cho phép
thuê bao tham gia và/hoặc khởi tạo hội nghị thoại/video.
Dịch vụ danh bạ (Directory Service): Cung cấp cho thuê bao danh bạ điện thoại
điện tử có thể truy cập qua TV.
b) Các dịch vụ Internet tích hợp
Các dịch vụ internet tích hợp sẽ cho phép sử dụng TV để sử dụng các ứng dụng
Internet trƣớc đây phải sử dụng bằng máy tính cá nhân. Các dịch vụ này không nhằm
để thay thế các ứng dụng Internet dựa trên PC mà chúng cung cấp các biện pháp thuận
tiện hơn để truy cập thông tin trong những khu vực khác nhau trong nhà thuê bao hay
ở các thời điểm khác nhau.
Duyệt web bằng TV (TV web browsing): cho phép thuê bao xem các trang web
trên TV của họ.
Nhắn tin bằng TV (TV Instant Messaging): cho phép thuê bao thông tin qua IM
trong khi đồng thời sử dụng các dịch vụ video/audio hay gaming khác.
TV Email: cho phép thuê bao sử dụng các ứng dụng client trên TV để đọc, gửi
và nhận thƣ điện tử.
Telecommerce Service: tƣơng tự nhƣ các dịch vụ E-commerce, các dịch vụ này
đƣợc thiết kế để cho phép thuê bao sử dụng TV của mình để tìm kiếm và đặt mua
hàng.
1.1.6.5 Các dịch vụ quảng cáo
Hỗ trợ các quảng cáo quảng bá truyền thống và xen vào cùng với quảng bá cục
bộ tại các điểm khác nhau trong mạng IPTV. Khả năng tƣơng quan giữa các Set-Top
Box và các mức ƣu tiên dịch vụ cho phép nhà cung cấp dịch vụ đƣa ra các dịch vụ
quảng cáo có hƣớng đối tƣợng.
Việc tích hợp các dịch vụ quảng cáo hƣớng vào đối tƣợng sử dụng với các dịch
vụ mua bán từ xa cho phép nhà cung cấp dịch vụ có thể giúp khách hàng của mình
thực hiện đƣợc những thỏa thuận mua bán theo yêu cầu. Với bản chất hai chiều của
mạng thông tin và các dịch vụ kết hợp, các thuê bao có thể cung cấp ý kiến đánh giá
của mình đối với quảng cáo trên IPTV để làm cho dịch vụ quảng cáo này sát với đối
tƣợng hơn, phù hợp hơn.

24. 14
1.2 Các công nghệ phân phối mạng IPTV
Có bốn loại mạng truy cập (có dây dẫn) băng rộng khác nhau có khả năng cung
cấp đủ các yêu cầu về băng thông của dịch vụ IPTV là: Mạng truy cập cáp quang,
Mạng DSL, Mạng cáp truyền hình, Mạng Internet.
1.2.1 Phân phối IPTV trên mạng truy cập cáp quang
Đối với IPTV thì yêu cầu về băng thông lớn nhƣng chi phí hoạt động phải thấp
và tránh đƣợc các can nhiễu. Do đó, ngƣời ta quan tâm tới việc sử dụng mạng cáp
quang đang có sẵn để triển khai các dịch vụ IPTV. Các liên kết cáp quang cung cấp
cho khách hàng đầu cuối một kết nối chuyên dụng tốt nhất để thuận tiện cho việc tiếp
nhận nội dung IPTV. Các công nghệ về sản xuất sợi quang gần đây cho khả năng băng
thông lớn hơn, từ đó có thể thực thi một trong các cấu trúc mạng sau:
(i) Cáp quang tới khu vực văn phòng (FTTRO – Fiber To The Regional Office): Sợi
quang từ trung tâm dữ liệu IPTV tới khu vực văn phòng một cách gần nhất đƣợc lắp
đặt bởi các công ty viễn thông hoặc công ty cáp. Sau đó sợi cáp đồng sẽ đƣợc sử dụng
để truyền tín hiệu tới ngƣời dùng đầu cuối IPTV trong khu vực văn phòng đó.
(ii) Cáp quang tới vùng lân cận (FTTN – Fiber To The Neighborhood): Nhƣ ta đã
biết sợi quang đƣợc tập trung tại các node, FTTN đòi hỏi thiết lập sợi quang từ trung
tâm dữ liệu IPTV tới bộ chia ―vùng lân cận‖. Đây là vị trí node có khoảng cách nhỏ
hơn 1,5 Km tính từ nhà thuê bao. Việc triển khai FTTN cho phép ngƣời dùng nhận
một gói các dịch vụ trả tiền bao gồm truyền hình IPTV, truyền hình chất lƣợng cao và
video theo yêu cầu.
(iii) Cáp quang tới lề đường (FTTC – Fiber To The Curd ): sợi quang đƣợc lắp đặt từ
trung tâm dữ liệu IPTV tới các tủ cáp đƣợc đặt tại lề đƣờng. Từ đó một sợi dây cáp
đồng hoặc cáp đồng trục đƣợc sử dụng để nối từ đầu cuối cáp quang trong tủ cáp tới vị
trí thiết bị IPTV của nhà thuê bao.
(iv) Cáp quang tới nhà khách hàng (FTTH – Fiber To The Home): với sợi quang tới
nhà khách hàng, toàn bộ các định tuyến từ trung tâm dữ liệu IPTV tới nhà khách hàng
đều đƣợc kết nối bởi sợi quang này. FTTH dựa trên mạng quang có khả năng phân
phối dung lƣợng dữ liệu cao tới ngƣời sử dụng trong hệ thống. FTTH là hệ thống
thông tin song kênh và hỗ trợ tính năng tƣơng tác của các dịch vụ IPTV.
1.2.2 Phân phối IPTV trên mạng DSL
Trong một vài năm gần đây có một số lớn các công ty điện thoại trên khắp thế
giới tuyên bố tham gia vào thị trƣờng IPTV. Sự tham gia của các công ty viễn thông
vào thị trƣờng đầy tiềm năng này, dẫn đến kết quả là các nhà cung cấp truyền hình cáp
và mạng băng rộng không dây đƣa ra các dịch vụ thoại và truy cập Internet để cạnh
tranh. Đáp lại, các công ty viễn thông đang nắm giữ thuận lợi là hạ tầng mạng DSL bắt
đầu đƣa ra các dịch vụ truyền hình thế hệ tiếp theo cho thuê bao của họ. Chú ý rằng

25. 15
DSL là công nghệ cho phép các nhà cung cấp viễn thông phân phối các dịch vụ băng
thông lớn trên sợi dây cáp đồng đang dùng chỉ để truyền thoại. Nó làm biến đổi hạ
tầng mạng cáp điện thoại đang tồn tại giữa tổng đài nội hạt và điện thoại nhà khách
hàng thành đƣờng dây số tốc độ cao. Đây là khả năng cho phép các công ty điện thoại
sử dụng mạng đang có của họ để cung cấp các dịch vụ dữ liệu Internet tốc độ cao cho
thuê bao.
Băng thông là một vấn đề quan trọng trong việc phân phối các dịch vụ IPTV thế
hệ mới. Một số mạng băng rộng dựa trên DSL hiện có đƣợc kế thừa từ các chuẩn DSL,
nó không chỉ đơn giản là có khả năng hỗ trợ các dịch vụ video tốc độ cao. Hầu hết các
mạng đó bị hạn chế trong việc phân phối luồng dữ liệu IP tới mỗi hộ gia đình. Trong
một số trƣờng hợp nó không thể gửi tín hiểu truyền hình chất lƣợng chuẩn trên mạng
truy cập DSL. Việc tăng quá trình thực thi đƣợc yêu cầu cho IPTV có thể đạt đƣợc
bằng cách triển khai các công nghệ DSL nhƣ ADSL, ADSL2+ và VDSL.
1.2.2.1 ADSL
Đƣờng dây thuê bao kỹ thuật số bất đối xứng ADSL là kỹ thuật trong họ xDSL
đƣợc sử dụng rộng rãi nhất hiện nay trên các mạng viễn thông thế giới. ADSL là công
nghệ kết nối điểm – điểm, nó cho phép các nhà cung cấp viễn thông phân phối các
dịch vụ băng thông rộng trên đƣờng dây cáp đồng điện thoại đang tồn tại. Nó đƣợc gọi
là ―bất đối xứng‖ vì thông tin đƣợc truyền từ trung tâm dữ liệu tới thiết bị IPTVCD
nhanh hơn thông tin đƣợc truyền từ IPTVCD tới trung tâm dữ liệu. Cũng vì thế đặc
tính kết nối điểm – điểm của ADSL loại trừ đƣợc các biến đổi về băng thông của môi
trƣờng mạng chia sẻ.
Bằng việc sử dụng các kỹ thuật đặc trƣng, ADSL cho phép tốc độ downstream
là 8 Mbps và tốc độ upstream là 1,5 Mbps. Bởi vậy, một kết nối ADSL chỉ đủ cho
đồng thời hai kênh truyền hình quảng bá theo chuẩn MPEG-2 và một kết nối Internet
tốc độ cao. Điểm trở ngại chính của ADSL là phụ thuộc vào khoảng cách tính từ trung
tâm dữ liệu của nhà cung cấp tới nhà khách hàng. Nếu nhà khách hàng ở gần trung tâm
dữ liệu thì chất lƣợng dịch vụ tốt hơn những nhà ở xa. Dịch vụ ADSL giới hạn khoảng
cách trên là 18.000 ft hay 5,5 Km.
Các thiết bị ADSL cung cấp một kết nối kỹ thuật số trên mạng PSTN, tuy nhiên
tín hiệu truyền là tín hiệu tƣơng tự. Các mạch ADSL phải sử dụng tín hiệu tƣơng tự vì
mạng mạch vòng nội hạt (local loop) không có khả năng truyền các tín hiệu mã hóa
dạng số. Vì thế, một modem tại trung tâm dữ liệu IPTV chịu trách nhiệm chuyển đổi
dữ liệu số thành các tín hiệu tƣơng tự để có thể truyền đƣợc. Tƣơng tự, tại nhà khách
hàng cũng có một modem chịu trách nhiệm chuyển đổi các tín hiệu tƣơng tự thành tín
hiệu số ban đầu trƣớc khi đi vào thiết bị IPTVCD.

26. 16
Công nghệ ADSL là một ý tƣởng cho các dịch vụ tƣơng tác khác nhau, tuy
nhiên, đó không phải là giải pháp tốt nhất để phân phối nội dung IPTV do các nguyên
nhân sau:
Tốc độ dữ liệu: tốc độ tối đa của ADSL là 8 Mbps chỉ hỗ trợ sử dụng tốt cho hai
kênh truyền hình chất lƣợng cao và một số lƣu lƣợng Internet, tuy nhiên, nó sẽ không
thể đáp ứng đƣợc cho các nhà cung cấp IPTV khi phân phối các chƣơng trình lớn tới
thuê bao của họ.
Tính tương tác: vì công nghệ ADSL tốc độ download thấp hơn tốc độ upload,
do vậy nó sẽ hạn chế trong việc cung cấp các dịch vụ ngang hàng (peer-to- peer) yêu
cầu băng thông download và upload bằng nhau.
Cũng vì thế, các nhà cung cấp dịch vụ mạng đã bắt đầu triển khai các công nghệ
ADSL tiên tiến để khắc phục các hạn chế, và ADSL2 là một trong các công nghệ đó.
1.2.2.2 ADSL2
Các chuẩn của họ ADSL2 đƣợc đƣa ra để đáp ứng các yêu cầu về băng thông,
hỗ trợ cho các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn nhƣ IPTV. Có 3 loại khác nhau của
họ ADSL2:
ADSL2: ADSL2 là phiên bản đầu tiên của ADSL2 đƣợc phê chuẩn bởi ITU vào
năm 2003. ADSL2 bao gồm một số cải tiến so với chuẩn ADSL gốc là đặt tên khác,
các tốc độ download cao hơn và khoảng cách từ tổng đài trung tâm tới modem của
thuê bao xa hơn.
ADSL2+: ADSL2+ đƣợc chuẩn hóa sau ADSL2. Đây là chuẩn xây dựng trên
ADSL2 và cho phép các nhà cung cấp dịch vụ mạng đƣa ra các tốc độ lên tới 20 Mbps
và hoạt động tốt trong khoảng 1,5 Km tính từ tổng đài trung tâm tới modem nhà thuê
bao.
ADSL(Reach): công nghệ phát triển ADSL2 để vƣợt lên khoảng cách 1,5 Km
tính từ tổng đài trung tâm tới nhà thuê bao đƣợc gọi là ADSL mở rộng hay viết tắt là
RE-ADSL2 (ADSL- Reach). RE-ADSL2 đã đƣợc chuẩn hóa năm 2003 cho phép các
nhà cung cấp dịch vụ IPTV tăng khoảng cách lên tới 6 Km tính từ tổng đài trung tâm
gần nhất tới nhà thuê bao. Nó là công nghệ tốt nhất thực thi đƣợc trong giới hạn về
khoảng cách và tốc độ trên các sợi cáp đồng.
1.2.2.3 VDSL
Đƣờng dây thuê bao số tốc độ cao VDSL (Very high speed Digital Subscriber
Line) dựa trên những nguyên lý cơ bản nhƣ công nghệ ADSL2+. Nó là công nghệ
DSL mới nhất và phức tạp nhất tại thời điểm này, và nó đã đƣợc phát triển để khắc
phục các khuyết điểm của các phiên bản công nghệ truy cập ADSL trƣớc đây. Nó loại
trừ đƣợc hiện tƣợng ―thắt cổ chai‖ và hỗ trợ khả năng tốc độ rất lớn cho phép các nhà
cung cấp dịch vụ đủ điều kiện để đƣa ra cho các thuê bao IPTV rất nhiều dịch vụ để

27. 17
lựa chọn bao gồm cả VoD và truyền hình quảng bá định dạng HD. VDSL cũng đƣợc
thiết kế để hỗ trợ các truyền dẫn của chuyển mạch ATM và lƣu lƣợng IP trên cáp
đồng, điều đó rất có lợi cho các nhà cung cấp khi họ muốn kế thừa các mạng ATM
trên hạ tầng mạng IP. Một số thành viên trong họ gia đình VDSL nhƣ sau:
VDSL1: đây là công nghệ đƣợc thông qua năm 2004. Nó hoạt động tại tốc độ
giới hạn cao hơn 55 Mbps cho kênh hƣớng xuống và 15 Mbps cho hƣớng lên. Tuy
nhiên nó chỉ hoạt động đƣợc trong khoảng cách ngắn.
VDSL2: là một cải tiến từ VDSL1 và đƣợc định nghĩa trong kiến nghị G.993.2
của ITU-T. Nó có thể đƣợc chia nhỏ thành VDSL2 (Long Reach) và VDSL2 (Short
Reach).
VDSL2 (Long Reach): do thực tế DSL phụ thuộc vào chiều dài của vòng nội hạt
(local loop), một phiên bản VDSL đƣợc tạo ra để phân phối các dịch vụ IPTV cho số
lƣợng lớn khách hàng, trong khi vẫn đƣợc hƣởng khả năng truy cập băng rộng tốc độ
cao. VDSL với các cải tiến về khoảng cách có thể cung cấp cho các thuê bao IPTV tốc
độ truy cập băng rộng là 30 Mbps cách tổng đài trung tâm từ 1,2 – 1,5 km.
VDSL2 (Short Reach): dựa trên điều chế DMT, công nghệ này sử dụng 4096
tone, chia ra thành các băng tần 4 KHz và 8 KHz. Chuẩn VDSL2 sử dụng kỹ thuật
ghép kênh cho phép nó hoạt động ở tốc độ cao gấp 12 lần so với chuẩn ADSL, tốc độ
đó là 100 Mbps cho kênh hƣớng xuống trong khoảng cách 350 m. Mặc dù tốc độ kênh
hƣớng lên không đạt đƣợc 100 Mbps, nhƣng các tốc độ đó đã vƣợt trội hơn so với các
tốc độ kênh hƣớng lên của ADSL2+. Các cấp độ thực thi đạt đƣợc với giả thiết là
không có can nhiễu trên sợi cáp đồng và chất lƣợng của cáp là tốt nhất. Khả năng để
cung cấp cho thuê bao IPTV tốc độ 100 Mbps để truy cập dịch vụ cho phép các nhà
khai thác bắt đầu đƣa ra các dịch vụ tƣơng tác tiên tiến khác cho khách hàng của họ.
Các đặc tính mới của VDSL2 nhƣ cải thiện chất lƣợng dịch vụ QoS và cải tiến
kỹ thuật mã hóa tất cả đều thích hợp để phân phối các ứng dụng triple-play. Lợi ích
quyết định giúp củng cố vị trí vững chắc của VDSL trong công nghệ DSL là tính
tƣơng thích ngƣợc và khả năng phối hợp với các phiên bản trƣớc của mạng ADSL.
Điều này cho phép các nhà cung cấp IPTV giải quyết ổn thỏa và có hiệu quả trong việc
phát triển các mạng thế hệ mới dựa trên nền VDSL.
Có hai phƣơng thức chính đƣợc các nhà cung cấp dịch vụ IPTV sử dụng để tích
hợp VDSL2 vào hạ tầng mạng đang có của họ. Phƣơng thức thứ nhất là thêm các thiết
bị VDSL2 mới tại các tổng đài khu vực và cho phép DSLAM chạy song song với hệ
thống DSLAM ADSL đang có. Phƣơng thức thứ hai là đặt thiết bị VDSL2 gần thuê
bao IPTV. Bảng 1.2 so sánh đặc tính của các công nghệ DSL đƣợc sử dụng để truyền
tải tín hiệu IPTV.
Điểm tích cực chính của DSL cho các hệ thống IPTV trong thực tế là nó lợi
dụng mạng dây dẫn đang tồn tại trên thế giới hiện nay. Điểm tiêu cực là tất cả các

28. 18
mạng DSL đều phải cân bằng giữa khoảng cách và dung lƣợng băng thông, tức là tốc
độ của DSL sẽ giảm nếu khoảng cách từ thuê bao tới tổng đài trung tâm tăng lên.
Bảng 1.2 So sánh các công nghệ DSL
Công nghệ
DSL
Downstream
(Mbps)
Upstream
(Mbps)
Khoảng cách
lớn nhất (km)
Các dịch vụ đƣợc hỗ trợ
ADSL 8 1 5,5 km Một kênh video SD nén MPEG-2,
truy cập Internet tốc độ cao và các
dịch vụ VoIP
ADSL2 12 1 5,5 km Hai kênh video SD nén MPEG-2
hoặc một kênh HD, truy cập
Internet tốc độ cao và các dịch vụ
VoIP
ADSL2+ 25 1 6 km Năm kênh video SD MPEG-2 hoặc
hai kênh HD MPEG-4, truy cập
Internet tốc độ cao và các dịch vụ
VoIP
ADSL-
Reach
25 1 6 km Năm kênh video SD MPEG-2 hoặc
hai kênh HD MPEG-4, truy cập
Internet tốc độ cao và các dịch vụ
VoIP
VDSL1 55 15 Vài trăm mét Mƣời hai kênh video SD MPEG-2
hoặc năm kênh HD MPEG-4, truy
cập Internet tốc độ cao và các dịch
vụ VoIP
VDSL2
(Long
Reach)
30 30 1,2 – 1,5 km Bảy kênh video SD MPEG-2 hoặc
ba kênh HD MPEG-4, truy cập
Internet tốc độ cao và các dịch vụ
VoIP
VDSL2
(Short
Reach)
100 100 350 m Mƣời hai kênh video SD MPEG-2
hoặc 10 kênh HD MPEG-4, truy
cập Internet tốc độ cao và các dịch
vụ VoIP
1.2.3 Phân phối IPTV trên mạng Internet
Từ lúc truyền hình đƣợc phát minh, một số công nghệ đã đƣợc phát triển để
phân phối tín hiệu truyền hình tới khách hàng trên toàn thế giới. Một số mạng cơ bản
là vô tuyến, ADSL, cáp quang và mạng truyền hình cáp. Trong thời gian gần đây nhất
có một mạng cũng cho phép khách hàng xem truyền hình quảng bá và nội dung video
theo yêu cầu, đó là mạng Internet.

29. 19
Lợi dụng tốc độ băng thông rộng kết hợp với các tiến bộ trong trong kỹ thuật
nén dữ liệu và có nhiều chƣơng trình để lựa chọn hơn, đó là một số lý do tại sao số
lƣợng khách hàng đã sử dụng Internet để giải trí tăng lên. IPTV triển khai trên mạng
Internet có thể là một trong các dạng ứng dụng sau.
1.2.3.1 Các kênh truyền hình Internet streaming
Việc phân phối các kênh truyền hình trên Internet là một ứng dụng rộng rãi của
IPTV, bao gồm nội dung video đƣợc streaming từ một server tới các thiết bị client có
khả năng xử lý và hiện thị nội dung video. Các loại thiết bị đƣợc sử dụng để xem các
kênh truyền hình Internet thƣờng là PC hoặc các loại thiết bị đa phƣơng tiện. Các kênh
truyền hình Internet đƣợc streaming cũng có thể đƣa vào điện thoại di động hoặc bộ
giải mã STB. Nội dung các kênh truyền hình Internet đƣợc streaming cũng có thể đƣợc
phân phối theo thời gian thực và ngƣời xem có thể xem lại theo cách xem truyền
thống. Quá trình kỹ thuật streaming kênh truyền hình Internet thƣờng bắt đầu tại server
streaming, tại đó nội dung video đƣợc đóng vào trong các gói IP, nén lại và phát qua
mạng Internet tới PC client. PC có các phần mềm, thƣờng là một chƣơng trình tìm
duyệt (browser), giải nén nội dung video và phát ra video còn ―sống‖. Khoảng thời
gian từ lúc chọn kênh truyền hình tới lúc xem đƣợc thƣờng ngắn và phụ thuộc tốc độ
kết nối có thể có giữa server và client. Mô hình cấu trúc mạng đƣợc sử dụng để phân
phối kênh truyền hình trên Internet nhƣ trên hình 1.3.
Hình 1.3 Cấu trúc mạng các kênh truyền hình Internet
Việc triển khai tất cả các kênh truyền hình Internet sẽ yêu cầu một server
streaming, server này sẽ hỗ trợ các chức năng sau:
- Lƣu trữ và khôi phục nội dung video nguồn.
- Điều khiển tốc độ các gói video IP đƣợc phân phối tới thiết bị của ngƣời xem.

30. 20
- Thực hiện chuyển tiếp và chuyển ngƣợc các lệnh yêu cầu từ ngƣời xem truyền
hình Internet.
Một server streaming đơn làm việc tốt khi phân phối số lƣợng ít các kênh
truyền hình tới một số thuê bao đƣợc giới hạn. Để hỗ trợ cho việc phân phối nhiều
kênh tới hàng trăm hoặc hàng ngàn thuê bao IPTV, thì cần phải triển khai một số
lƣợng lớn server streaming trên các đƣờng mạng khác nhau.
Công việc streaming nội dung video hầu hết đều cần phải bảo mật vì nội dung
không đƣợc lƣu trữ trên thiết bị truy cập của khách hàng. Vì thế, việc sao chép nội
dung trái phép cần phải đƣợc ngăn chặn. Một lợi thế khác của IPTV là khả năng hoạt
động hiệu quả trên các kết nối có băng thông thấp và ngƣời xem có khả năng bắt đầu
xem nội dung tại mọi điểm trong luồng IPTV.
1.2.3.2 Download Internet
Nhƣ tên gọi, IPTV cho phép khách hàng download và xem nội dung theo yêu
cầu. Hầu hết các dịch vụ download Internet đều phải trả tiền hoặc trả theo dung lƣợng
download, các dịch vụ bao gồm tin tức nội bộ và bản tin thời tiết, phim điện ảnh, phim
nội bộ và âm nhạc, chỉ dẫn giải trí và các quảng cáo đƣợc phân loại. Một số vị trí cổng
Internet trực tuyến gần đây bắt đầu tiến hành đƣa ra các thƣ viện nội dung chƣơng
trình IPTV có thể download cho ngƣời sử dụng Internet. Trong hầu hết các trƣờng
hợp, mọi ngƣời đều sử dụng PC để xem các chƣơng trình download, tuy nhiên, một số
công ty bắt đầu cung cấp thiết bị giải mã STB cho những khách hàng không muốn
xem trên PC. Một số đặc điểm của công nghệ IPTV end-to-end dựa trên các dịch vụ
download Internet:
Các giao thức mạng: chuẩn giao thức truyền tập tin FTP và giao thức truyền
siêu văn bản HTTP thƣờng đƣợc sử dụng để truyền nội dung IPTV từ server tới client.
Việc sử dụng các giao thức trên để giảm thiểu khả năng nội dung IPTV bị ngăn chặn
bởi firewall.
Công nghệ server: chuẩn phần mềm Web server thƣờng đƣợc sử dụng để đáp
ứng các yêu cầu về nội dung video.
Tốc độ mạng: thời gian để download một bộ phim trên Internet phụ thuộc vào
tốc độ của kết nối băng rộng và chất lƣợng nội dung video. Các bộ phim điện ảnh định
dạng SD và các chƣơng trình download tƣơng đối nhanh so với nội dung video dạng
HD. Mặc dù băng rộng là dạng kết nối đƣợc ƣu thích hơn nhƣng vẫn có thể sử dụng
các liên kết dial-up chậm hơn để truy cập các dịch vụ download Internet.
Các nhu cầu về lưu trữ: cả server và client đều yêu cầu khả năng lƣu trữ tiên
tiến để hỗ trợ xử lý các tập tin IPTV lớn. Một số ứng dụng của download Internet cho
phép các thuê bao IPTV ghi lại một bản copy nội dung video đã đƣợc download vào
đĩa DVD và xem bằng đầu DVD.

31. 21
1.2.3.3 Chia sẻ video ngang hàng
Ứng dụng chia sẻ video ngang hàng peer-to-peer cho phép nhiều user xem, chia
sẻ và tạo nội dung video trực truyến. Việc sử dụng ứng dụng chia sẻ video peer-to-peer
không phức tạp và nó thƣờng là download và cài đặt một số phần mềm chuyên dụng.
Khi phần mềm hoạt động đƣợc trên PC, ngƣời dùng chỉ cần click vào các link để
download một file video. Khi tiến trình download đã bắt đầu, phần mềm ứng dụng
chia sẻ video peer-to-peer đƣợc thiết lập các kết nối và bắt đầu lấy nội dung video
đƣợc yêu cầu từ các nguồn khác nhau. Khi file video đƣợc download và ghi đầy đủ
vào ổ cứng thì có thể xem nội dung.
1.2.4 Phân phối IPTV trên mạng truyền hình cáp
Các mạng truyền hình cáp truyền thống CATV (Cable Television) đã có đƣợc
sự vƣợt trội trong việc phân phối hàng trăm kênh truyền hình đồng thời tới hàng ngàn
user. Mỗi user có thể chọn một kênh bất kỳ trong hàng trăm kênh chỉ đơn giản bằng
cách dò Tivi hoặc thông qua bộ giải mã STB. Các hệ thống này dễ dàng thêm các thuê
bao mới bằng cách tách và khuếch đại tín hiệu. Trong quá khứ, tính tƣơng tác đã bị
giới hạn hoặc không đƣợc sử dụng tại tất cả các hệ thống, tất cả nội dung chỉ gửi trực
tiếp tới ngƣời xem.
Ngày nay các nhà khai thác CATV đã bắt đầu tìm kiếm các hệ thống phân phối
video với nhiều cải tiến, điều đó cho phép họ đƣa ra dịch vụ triple-play video, voice và
dịch vụ dữ liệu. Công nghệ IP là công nghệ nền tảng cho việc hội tụ các dịch vụ khác.
Các nhà khai thác truyền hình cáp đã có những đầu tƣ quan trọng để nâng cấp mạng
của họ, hỗ trợ cho việc triển khai các dịch vụ tiên tiến IPTV. Để hiểu việc phân phối
nội dung IPTV trên mạng truyền hình cáp về mặt công nghệ trong vấn đề này, trƣớc
tiên ta cần có các khái niệm cơ bản về mạng hỗn hợp HFC.
1.2.4.1 Tổng quan về kỹ thuật HFC
Nếu mạng truyền hình cáp có thể sử dụng trên các vùng đặc thù thì khách hàng
có thể truy cập IPTV từ mạng dựa trên kỹ thuật cáp quang, cáp đồng trục hỗn hợp
HFC (Hybrid Fiber/Coax). Kỹ thuật HFC nói đến một số cấu hình mạng hỗn hợp của
cáp quang và cáp đồng trục đƣợc sử dụng để phân phối lại các dịch vụ truyền hình kỹ
thuật số. Các mạng xây dựng dựa trên kỹ thuật HFC có một số đặc tính thuận lợi
chuyển giao cho các dịch vụ thế hệ mới nhƣ sau:
- Mạng HFC có khả năng truyền dẫn đồng thời cả tín hiệu số và tín hiệu tƣơng
tự. Đây là đặc tính rất quan trọng cho các nhà khai thác mạng.
- Mạng HFC có thể chung hòa giữa việc tăng dung lƣợng và các yêu cầu tin cậy
của một hệ thống IPTV. Đặc điểm tăng đƣợc dung lƣợng của hệ thống HFC cho phép
các nhà khai thác mạng triển khai thêm các dịch vụ mà không cần phải thay đổi toàn
bộ cấu trúc mạng.

32. 22
- Đặc tính vật lý của cáp đồng trục và cáp quang hỗ trợ mạng hoạt động ở tốc
độ vài Gbps.
Hình 1.4 cho ta thấy cấu trúc của mạng HFC gồm có đƣờng trục chính là cáp
quang kết nối theo các node quang tới mạng cáp đồng trục. Node quang hoạt động nhƣ
một giao tiếp, nó kết nối các tín hiệu upstream và downstream đi ngang qua mạng cáp
quang và cáp đồng trục. Phần mạng cáp đồng trục của mạng HFC sử dụng topology
cây - phân nhánh, các thuê bao truyền hình kết nối tới mạng HFC theo một thiết bị đặc
biệt gọi là bộ chia cáp Tap. Tín hiệu truyền hình số đƣợc phát từ trung tâm dữ liệu tới
các node quang. Node quang phân phối tín hiệu thông qua cáp đồng trục, bộ khuếch
đại và bộ chia cáp Tap tới khách hàng.
Hình 1.4 Mạng HFC end-to-end
1.2.4.2 IPTV phân phối trên mạng truyền hình cáp
Những cuộc thảo luận trong lĩnh vực công nghiệp truyền hình cáp về vấn đề
truyền tải lƣu lƣợng qua một mạng dựa trên nền IP đã và đang diễn ra. Do sự cạnh
tranh về thị trƣờng kinh doanh truyền hình thu phí từ các nhà cung cấp viễn thông và
những hiệu quả lớn về băng thông khi sử dụng kỹ thuật phân phối IP, dẫn tới các nhà
khai thác mạng truyền hình cáp phải hƣớng tới sử dụng mô hình mạng IP để phân phối
nội dung tới ngƣời dùng.
Việc chuyển một mạng dựa trên tần số vô tuyến RF (Radio Frequency) sang
mạng chuyển mạch video số SDV (Switched Digital Video) trên nền IP, dù bằng cách
nào thì vẫn cần phải lắp đặt một số thiết bị mới từ các router tới bộ giải mã IP STB
(Set- Top Box) và các switch tốc độ cao. Một số ƣu thế của việc triển khai sang mạng
chuyển mạch SDV:

33. 23
- Một số lƣợng lớn băng thông của mạng sẽ đƣợc dự trữ bởi vì nhà khai thác chỉ
nhận đƣợc yêu cầu phát một kênh truyền hình đơn lẻ tới bộ giải mã STB.
Đây rõ ràng là sự trái ngƣợc với các hệ thống cũ mà ở đó tất cả các kênh đều
đƣợc phát quảng bá trên mạng và các kênh không sử dụng vẫn chiếm giữ băng thông.
- Băng thông dƣ thừa cho phép các nhà khai thác mạng cáp truyền hình có thể
phân phối các dịch vụ và nội dung IPTV tới thuê bao của họ.
- Những nhà khai thác mạng cáp truyền hình có thể đo đạc và giám sát một cách
chính xác nội dung đã xem của mỗi thuê bao. Đây là một đặc tính quan trọng cho các
nhà khai thác muốn tạo thêm doach thu bằng quảng cáo.
Hình 1.5 mô tả một cấu trúc mạng IPTV cáp đƣợc tạo thành từ sự kết hợp các
thiết bị của công nghệ RF và công nghệ IP.
Một số thiết bị phần cứng đƣợc mô tả trên hình 1.5 bao gồm:
- Switch hay Router GigE: GiE (Gigabit Ethernet) nổi lên nhƣ là một giao thức
vận chuyển đƣợc lựa chọn để kết nối các thành phần mạng IP. GigE thƣờng đƣợc sử
dụng cho các ứng dụng đòi hỏi dung lƣợng cao, ví dụ nhƣ VoD. Router GigE tập hợp
lƣu lƣợng IPTV và cung cấp các kết nối tới mạng truy cập lõi.
- Mạng truyền dẫn quang: mạng lõi cung cấp đƣờng mạng giữa video server
trong trung tâm nội dung và các bộ điều chế tại các biên của mạng. Mạng lõi có thể là
mạng quang đồng bộ SONET, mạng ATM và mạng ghép kênh phân chia theo mật độ
bƣớc sóng DWDM.
Bộ điều chế biên: các bộ điều chế đƣợc đặt tại các tổng đài khu vực nhận nội
dung IPTV từ mạng lõi, chuyển đổi nội dung từ các gói IP sang RF và phân phối trên
mạng HFC tới bộ giải mã STB.
Trong mô hình trên tất cả nội dung đều đƣợc điều chế thành các sóng mang RF
và đƣợc biên dịch thành RF băng rộng ngõ ra, thƣờng nằm trong dải từ 50 cho tới 860
MHz. Một số hệ thống hoạt động với tần số lên tới 1 GHz, với các tần số cao thƣờng
đƣợc dành riêng cho các dịch vụ thoại và dữ liệu.
Từ trung tâm dữ liệu của nhà cung cấp, một đƣờng trung kế lớn đƣợc sử dụng
để phân phối tín hiệu băng rộng tới các Hub phân phối. Từ Hub phân phối, tín hiệu
băng thông rộng đƣợc gửi tới mạng truyền dẫn quang, thông qua mạng HFC, các tín
hiệu băng rộng đƣợc gửi tới các bộ STB trong nhà khách hàng.

34. 24
Hình 1.5 Mô hình triển khai cấu trúc mạng IPTV cáp kết hợp IP và RF
1.3 Chuẩn nén dữ liệu sử dụng trong IPTV
Nén cho phép các nhà cung cấp dịch vụ truyền các kênh hình và tiếng với chất
lƣợng cao qua mạng IP băng rộng. Do mắt ngƣời không thể phân biệt đƣợc toàn bộ các
phần của hình ảnh, việc nén sẽ làm giảm độ lớn của tín hiệu ban đầu bằng cách bỏ bớt
các phần của hình ảnh.
1.3.1 Tổng quan nén MPEG
MPEG là một chuẩn nén đƣợc sử dụng rộng rãi trong thông tin vệ tinh, truyền
hình cáp và trong các hệ thống truyền hình mặt đất. MPEG (Moving Pictures Expert
Group) đƣợc thành lập nhằm phát triển các kĩ thuật nén cho phù hợp với việc truyền
hình ảnh.
Hiện nay các chuẩn nén MPEG đang đƣợc sử dụng phổ biến và đƣợc các tổ
chức ISO/IEC, ITU (International Telecommunication Union) công nhận là chuẩn nén
quốc tế, áp dụng cho các hệ truyền hình tại Hoa Kỳ, Nhật Bản, Châu Âu.
Từ khi đƣợc thành lập, MPEG đã đƣa ra các chuẩn nén nhƣ: MPEG-1, MPEG-
2, MPEG4- (Part 2 và part 10), MPEG-7, và MPEG-21. Trong các chuẩn này, MPEG-
2 và MPEG-4 Part 10 đƣợc sử dụng rộng rãi trong IPTV.
MPEG-1: Đƣợc phát triển vào năm 1988-1992, là tiêu chuẩn đầu tiên của
MPEG. Chuẩn MPEG-1 đƣợc sử dụng chủ yếu để nén tín hiệu VCD và các luồng tốc
độ thấp khoảng 1.5Mbps.

35. 25
MPEG-1 hỗ trợ nén các tín hiệu có độ phân giải thấp 352x240(60Hz) và
352x288(50Hz), sử dụng biến đổi cosin rời rạc (DCT) để loại bỏ dƣ thừa không gian,
có dự đoán và bù chuyển động.
Điểm nổi bật của MPEG-1 khi đó là có hỗ trợ nén các hình ảnh quét liên tục.
MPEG-2: Đƣợc xây dựng từ năm 1991 đến 1994 và vẫn đang đƣợc sử dụng
rộng rãi đến tận bây giờ.
MPEG-2 có thuật toán nén tƣơng tự nhƣ MPEG-1, song đã đƣợc phát triển lên
tầm cao hơn, hoàn chỉnh hơn với hệ thống công cụ và cấp đa dạng (Profile & Level),
hỗ trợ nén cho rất nhiều định dạng tín hiệu.
MPEG-2 gồm có 10 phần (Part 1 đến Part 10), trong đó Part 2 là về video, part
3 là về audio. MPEG-2/Part 2 tƣơng tự nhƣ MPEG-1 song đã có hỗ trợ nén hình ảnh
quét xen kẽ. Chính vì vậy, MPEG-2 đƣợc sử dụng rộng rãi và chính thức trong các tiêu
chuẩn truyền hình DVB, ITSC, ISDB.
MPEG-3: Đƣợc phát triển vào năm 1992 với mục đích áp dụng cho HDTV, tuy
nhiên nó bị huỷ bỏ vào năm 1993 do nhận thấy rằng: MPEG-2 hoàn toàn có thể thực
hiện cho HDTV.
- MPEG-4: Đƣợc bắt đầu vào năm 1993, nhằm nâng cao hiệu quả nén cho
HDTV. MPEG-4 vẫn đang đƣợc phát triển đến hiện nay.
- MPEG-7: Đƣợc đƣa ra không phải là để cho nén, mà là các mô tả về đối
tƣợng số và metadata.
- MPEG-21: MPEG-21 là một khung chuẩn mở để phân phối và sử dụng dịch
vụ đa phƣơng tiện. MPEG-21 đƣợc đƣa ra với mục đích nhằm cho phép sử dụng các
tài nguyên đa phƣơng tiện trên một phạm vi rộng các mạng và các thiết bị khác nhau.
1.3.2 ITU-T H.264/AVC [8]
1.3.2.1 Giới thiệu
Sự gia tăng của các loại dịch vụ và số lƣợng TV độ phân giải cao đã thúc đẩy
nhu cầu có một công cụ nén hiệu quả hơn.
Vào năm 2001, VCEG và MPEG cộng tác với nhau thành nhóm JVT (Join
Video Team) để phát triển một chuẩn mã hoá video mới. Kết quả ra đời chuẩn nén
ITU-T H.264/AVC, tƣơng đƣơng với tiêu chuẩn MPEG-4 Part 10/AVC về mã hoá
video tiên tiến (Advance Video Coding), đƣợc cả ITU và ISO phát hành năm 2003.
Nhằm không ngừng nâng cao hiệu quả mã hoá, rất nhiều kỹ thuật đƣợc áp dụng
vào trong MPEG-4/AVC nhằm khai thác tối đa sự tƣơng quan giữa các khung hình
video và xử lý linh hoạt các tham số theo nội dung của cảnh video cần nén. MPEG-
4/AVC cũng đã áp dụng rất nhiều công cụ đã đƣợc giới thiệu trong MPEG-4 Visual.

36. 26
1.3.2.2 Phạm vi ứng dụng và các điểm tiêu biểu của H.264/AVC
Chuẩn này đƣợc thiết kế cho các giải pháp kỹ thuật của các lĩnh vực ứng dụng
sau đây:
- Quảng bá trên các kênh vệ tinh, cáp, sóng mặt đất, DSL (Digital Subscriber
Line)…
- Lƣu trữ nối tiếp hoặc tƣơng tác trên các thiết bị quang và từ, trên DVD…
- Các dịch vụ hội nghị trên ISDL, Ethernet, LAN, DSL, không dây và mạng di
động…
- Các dịch vụ đa phƣơng tiện hoặc video theo yêu cầu trên ISDL, cáp, DSL,
LAN, mạng không dây…
- Các dịch vụ nhắn tin đa phƣơng tiện (Multimedia Messaging Service-MMS)
trên ISDL, DSL, Ethernet, LAN, mạng di động và mạng không dây.
Hơn nữa, các dịch vụ mới cũng có thể đƣợc thực hiện trên các mạng hiện tại
hoặc tƣơng lai. Điều này dẫn đến yêu cầu về việc làm thế nào để quản lý sự đa dạng
trong ứng dụng và khai thác mạng.
Để thực hiện việc này, MPEG-4/H.264 đƣa ra lớp mã hoá video (Video Coding
Layer-VCL), đƣợc thiết kế để trình diễn hiệu quả các nội dung video, và đƣa ra lớp
mạng trừu tƣợng (Network Abstraction Layer-NAL) để định dạng sự trình diễn video
của lớp VCL và cung cấp các thông tin mào đầu (Header) theo cách thích hợp cho việc
truyền dữ liệu tại lớp truyền tải hoặc cho việc lƣu trữ dữ liệu.
Tƣơng quan với các giải pháp mã hoá trƣớc đây, ví dụ nhƣ MPEG-2, một số
điểm tiêu biểu của MPEG-4/H.264 cho phép tăng hiệu quả nén, bao gồm cả khả năng
dự đoán giá trị nội dung ảnh đƣợc trình bày sau đây:
1. Kích thƣớc Block bù chuyển động nhỏ hơn: Chuẩn này cho phép lựa
chọn kích thƣớc block bù chuyển động và hình dạng một cách mềm dẻo hơn tất cả các
chuẩn trƣớc đó, với kích thƣớc block bù chuyển động tối thiểu đạt tới 4x4.
2. Bù chuyển động chính xác đến ¼ mẫu: các chuẩn trƣớc cho phép độ
chính xác bù chuyển động đến tối đa là ½ mẫu. Chuẩn mới cho phép điều này đạt đến
mức ¼ mẫu, nhƣ có thế thấy ở MPEG-4 Visual. Tuy nhiên độ phức tạp trong xử lý
việc này đã giảm đi với MPEG-4/H.264.
3. Vector chuyển động tại đƣờng bao ảnh: trong khi vector chuyển động tại
MPEG-2 cần phải chỉ đúng vào vùng ảnh đã đƣợc giải mã trƣớc đó thì MPEG-4/H.264
cho phép chỉ tới đƣờng bao của ảnh.
4. Bù chuyển động đa ảnh: các ảnh P trong MPEG-2 chỉ sử dụng 1 ảnh I
hoặc P trƣớc đó để dự đoán ảnh tiếp theo. Với MPEG-4/H.264, dự đoán bù chuyển
động từ nhiều ảnh trƣớc đó đƣợc lƣu trong bộ nhớ. Tƣơng tự nhƣ vậy với ảnh B.

37. 27
5. Tách riêng thứ tự mã hoá khỏi thứ tự trình diễn: trong MPEG-2, có một
sự phụ thuộc chặt chẽ giữa thứ tự mã hoá và thứ tự trình diễn. MPEG-4/H.264 cho
phép bộ mã hoá có thể lựa chọn thứ tự mã hoá hoàn toàn độc lập với thứ tự trình diễn,
miễn là dung lƣợng bộ nhớ của bộ giải mã đủ lớn. Điều này sẽ giảm đƣợc thời gian trễ
khi mã hoá các ảnh dự đoán 2 chiều.
6. Tách riêng các giải pháp trình diễn ảnh khỏi khả năng làm ảnh chuẩn:
trong các chuẩn trƣớc, các ảnh B là các ảnh đƣợc mã hoá từ việc dự đoán 2 chiều các
ảnh khác, không thể đƣợc sử dụng nhƣ một ảnh chuẩn để dự đoán các ảnh khác trong
chuỗi video. Chuẩn mới loại trừ việc này, do đó làm tăng tính mềm dẻo cho việc dự
đoán chuyển động.
7. Dự đoán có trọng số: bƣớc đột phá mới trong MPEG-4/H.264 là cho
phép tín hiệu dự đoán bù chuyển động đƣợc kết hợp với một giá trị trọng số đƣợc mô
tả bởi bộ mã hoá. Chế độ dự đoán này là hỗ trợ cần thiết khi nén các cảnh có sự mờ đi
(khi 1 cảnh đƣợc mờ đi vào cảnh khác), nhờ vậy mà tăng đƣợc hiệu quả nén.
8. Suy đoán chuyển động trực tiếp: với các chuẩn trƣớc, một khu vực bị bỏ
qua sẽ không chuyển động trong nội dung cảnh. Điều này sẽ có ảnh hƣởng không tốt
khi mã hoá video có chứa chuyển động toàn thể. Thay vì suy luận vùng bị bỏ qua,
MPEG-4/H.264 đƣa ra giải pháp suy đoán chuyển động mới, gọi là bù chuyển động
trực tiếp (Direct).
9. Switching slices (còn đƣợc gọi là SP và SI): là chức năng cho phép bộ
mã hoá có thể chỉ thị cho bộ giải mã xâm nhập vào dòng bít để chuyển tốc độ bit hay
có thể giải mã đƣợc ảnh tại đúng vị trí xâm nhập đó mà không cần sử dụng các ảnh
khác.
10. Ảnh dự phòng (Redundant Picture): MPEG-4/H.264 có khả năng cho
phép bộ mã hoá gửi đi hình ảnh dự phòng của vùng ảnh đƣợc truyền, nhằm khôi phục
lại vùng ảnh bị mất ở trên đƣờng truyền.
Nhằm cải tiến các giải pháp dự đoán, một số phần khác của chuẩn cũng đƣợc
nâng cao để tăng hiệu quả nén.
11. Biến đổi với kích thƣớc block nhỏ: tất cả các chuẩn trƣớc đều sử dụng
kích thƣớc block biến đổi là 8x8, trong khi MPEG-4/H.264 dựa trên kích thƣớc 4x4.
Do có kích thƣớc block nhỏ hơn nên sẽ độ sai khác giữa ảnh thật và ảnh dự đoán giảm
đi, nhờ vậy tăng hiệu quả nén.
12. Thực hiện các biến đổi với kích thƣớc block phân cấp: cho phép kích
thƣớc block có thể tăng lên trong một số trƣờng hợp.
13. Phép biến đổi ngƣợc chính xác: trong các chuẩn mã hoá video trƣớc đây,
các phép biến đổi đƣợc sử dụng cho trình diễn video thƣờng có ngƣỡng chấp nhận lỗi
cho phía thu, do không thể đạt đƣợc phép biến đổi ngƣợc lý tƣởng trên lý thuyết. Vì

38. 28
thế, mỗi bộ giải mã sẽ có tín hiệu video khác một chút so với bộ mã hoá, điều này làm
ảnh hƣởng đến chất lƣợng video. MPEG-4/H.264 là tiêu chuẩn đầu tiên đạt đƣợc sự
chính xác về chất lƣợng của tín hiệu video giải mã từ tất cả các bộ giải mã.
14. Mã hoá entropy số học: một phép mã hoá entropy tiên tiến đƣợc áp dụng
trong MPEG-4/H.264 là mã hoá số học nhị phân theo nội dung CABAC (Context
Adaptive Binary Arithmetic Coding). Phƣơng pháp mã hoá này dựa trên khả năng
chọn lựa các chế độ cho mỗi cú pháp dựa vào nội dung.
15. Mã hoá entropy theo nội dung: phƣơng pháp mã hoá entropy thứ 2 đƣợc
áp dụng trong MPEG-4/H.264 là mã hoá độ dài thay đổi theo nội dung (CAVLC-
Context Adaptive Variable Length Coding). Phƣơng pháp này đƣợc thiết kế để mã hoá
độ dƣ thừa các hệ số chuyển đổi của các khối 4x4 và 2x2.
Một số cải tiến nhằm nâng cao việc truyền dữ liệu trên các mạng cũng đƣợc
thêm vào MPEG-4/H.264.
16. Cấu trúc bộ thông số: đƣợc thiết kế để truyền các bit có tính chìa khoá
trong dòng dữ liệu nhƣ thông tin header, một cách độc lập và mềm dẻo hơn, nhằm đảm
bảo có thể khôi phục chính xác dữ liệu tại đầu thu.
17. Cấu trúc cú pháp đơn vị NAL: mỗi cấu trúc cú pháp trong MPEG-
4/H.264 đƣợc đặt trong một gói dữ liệu logic, đƣợc gọi là đơn vị NAL. Điều này cho
phép sự tùy biến lớn hơn trong các giải pháp truyền nội dung video.
18. Kích thƣớc Slice mềm dẻo: khắc phục nhƣợc điểm trong MPEG-2, khi
có nhiều header trong slice làm giảm hiệu quả mã hoá.
1.3.2.3 Ƣu điểm của H.264/AVC
Chất lượng hình ảnh tốt: H.264 là chuẩn nén sử dụng công nghệ âm thanh, hình ảnh
mới khả năng nén tốt hơn so với các chuẩn nén trƣớc đó. Do đó, chuẩn nén cung cấp dịch
vụ phân phát hình ảnh chất lƣợng cao qua mạng băng thông giới hạn.
Yêu cầu băng thông thấp: Chất lƣợng hình ảnh của H.264 gần giống với MPEG-2
nhƣng H.264 cần ít băng thông để truyền tải tín hiệu với cùng chất lƣợng. Đặc điểm này rất
phù hợp để sử dụng trong hệ thống IPTV.
Có khả năng kết hợp với các thiết bị xử lí video có sẵn nhƣ MPEG-2 và hạ tầng
mạng dựa trên IP đã có sẵn.
Hỗ trợ truyền hình độ phân giải cao: Khi sử dụng tối ƣu chuẩn nén thể làm có thể
làm tăng khả năng truyền dữ liệu của mạng. Do đó các nhà cung cấp dịch vụ truyền thông
có thể sử dụng chuẩn nén này để cung cấp chƣơng trình video độ phân giải cao qua mạng
sẵn có.
Hỗ trợ nhiều ứng dụng: Chuẩn nén H.264 đƣợc sử dụng trong nhiều ứng dụng, với
nền khác nhau thì có những yêu cầu riêng. Ví dụ, ứng dụng truyền đa điểm trong IPTV yêu