Đề tài Tìm hiểu thiết bị phần cứng và chương trình phần mềm trong mạng IPTV

TÌM HIỂU THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM TRONG MẠNG IPTV Có rất nhiều giải pháp để triển khai mạng IPTV của các công ty khác nhau.Do đó về sử dụng phần cứng và phần mềm cũng sẽ có sự khác nhau,tuy nhiên cùng với một mục đích là phân luồng dữ liệu tới thuê bao một cách an toàn và chất lượng cao, chúng đều có chung tính năng như nhau trong mạng IPTV.Trong đó có them thành phần mới là trung tâm dữ liệu Headend.Chúng ta sẽ tìm hiểu về điều này, ngoài ra thì còn có thêm bộ giải mã IP-STB.Ngoài ra chúng ta sẽ tìm hiểu về các chương trình Media để quản lý và sử dụng nội dung trong hệ thống IPTV.
1.HEADEND. Đây chính là thành phần trung tâm hạ tầng IPTV, có nhiệm vụ nhận nội dung, chuyển đổi nội dung và phân phối.Có thể triển khai với Headend trung tâm và Headend khu vực, như vậy broadcast sẽ dễ dàng hơn, gần thuê bao hơn và giảm các nguy cơ tiềm ẩn.Hoạt động của Headend giống như trung tâm của hạ tầng, nó nhận yêu cầu từ thuê bao và cung cấp các nội dung tới STB.Thêm vào đó tất cả những việc lien kêt, lập hóa đơn, quản trị khách hang đều được giữ hoặc lien kết với Headend. Nó nhận các dữ liệu lien tiếp với các kiểu định dạng và phương tiện khác nhau, gồm live từ studio nội bộ , từ bên thứ 3, truyền dẫn phát lại, thông tin từ vệ tinh và video nội bộ.Do vừa digital vừa analog nên không thể truyền trực tiếp IP được.Nội dung phải được mã hóa và đóng gói để truyền bằng TCP-IP.Các thông tin liên lạc với users được quản lý bởi Milddleware Server nhận các yêu cầu từ các STB khác nhau.Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết trong các phần sau. Thiết bị tiếp nhận dữ liệu đầu vào. Nội dung nhận được Headend từ nhà cung cấp gồm: Nội dung từ vệ tinh, nội dung mất phí, được mã hóa trước, từ hệ thống vô tuyến nội bộ, để thu được thì Headend phải có thiết bị chuyên dụng cho từng loại. a.Nội dung từ vệ tinh: - Nội dung được tiếp nhận từ các bộ thu tín hiệu vệ tinh được gọi chung là bộ giải mã đầu thu tích hợp IRD (Intergrated Received Decoder).Nội dung được phát broadcast bởi các vệ tinh dịch vụ cố định với công suất tương đối thấp, yêu cầu antena có độ nhạy thu cao.Headend nhận tín hiệu vô tuyến và sử dụng IRD để điều chỉnh và khuếch đại tín hiệu, sau đó giải mã. IRD có thể nhận cả digital và analog.Nếu Analog sẽ được chuyển đến bộ mã hóa video MPEG, còn digital sẽ gưởi tới bộ chuyển đổi mã để kết hợp với thông tin quang nội bộ. b.Nội dung tính phí: -Nội dng này là nội dung pay-per-view trong các định dạng analog và cần được mã hóa bởi MPEG trước khi gưởi tới bộ đóng gói IP. c.Nội dung đã mã hóa : -Là nội dung đã được mã hóa, được hỗ trợ bởi các bộ STB và các phần mềm client, được gưởi trực tiếp đến các bộ đóng gói IP. d.Nội dung từ hệ thống vô tuyến nội bộ: - Là nội dung được phát broadcast bởi các trạm nội bộ và gưởi tới các bộ thu PAL/NTSC trước khi nó được sử dụng.Tất cả đều được xử lý tuần tự: bộ MPEG, bộ đóng gói IP, bộ chuyển mã Video. 1.2 Bộ mã hóa Video MPEG: - Bộ mã hóa video MPEG (hay gateway tiếp nhận) là nhiệm vụ của hệ thống ghi nhận, quản lý và server nhận/phân phối được sử dụng để nhận dữ liệu và tạo nội dung được định dạng chính xác.Để được nội dung phù hợp, tín hiệu analog phải qua bộ MPEG để tạo ra nội dung trong định dạng sẵn có, được sủa đổi và phát broadcast.Tiến trình này được đảm bảo bởi bộ nén/giải nén,là cầu nối cho tuyến điều chế và tuyến truyền dẫn.Thông tin siêu dữ liệu(metadata) sẽ bao gồm các header, dữ liệu mật mã và các dữ liệu được yêu cầu khác để đảm bảo truyền dẫn chính xác.Các thuật toan để thực hiện mã hóa sẽ quyết định sự cân bằng và chất lượng dịch vụ video, tốc độ cần để truyền, mất và lỗi dữ liệu, các yêu cầu về băng thông, các bộ nhớ đệm sẽ được sử dụng và các đặc tính khác.Các nhà cung cấp dịch vụ IPTV quyết định các mã phù hợp nhất dựa trên hoàn cảnh, băng thông sẵn sàng sử dụng và các đặc điểm phần cứng của bộ STB được triển khai, một số mã chuẩn như sau: MPEG-2: Mã này được ITU đưa ra với tên là H.262, nó được sử dụng cho phát video số, các hệ thống phân phối cáp và mã hóa DVD. MPEG-4: Được biết với tên H.264, nó thích hợp với các sự tiến bộ trong kĩ thuật nén so với các mã trước Đầu ra của các bộ mã hóa MPEG là video số sẵn sàng để đóng gói IP, mật mã hoặc lưu trữ. Bộ đóng gói IP : Chức năng của bộ đóng gói IP là nhận các luồng video đã được mã hóa và chuẩn bị truyền broadcast trên mạng IP.Nó cho phép luồng dữ liệu đã được mã hóa đóng gói và truyền qua Intrernet.Mội số chuẩn hỗ trợ truyền dẫn video, ví dụ như giao thức truyền dẫn thời gian thực RTP, RTP được tạo ra để hỗ trợ truyền dẫn những ứng dụng thời gian thực như audio và video .Nó không đảm bảo chất lượng dịch vụ hoặc phân chia tài nguyên mạng, nhưng nó có chức năng định lại thời gian, báo cáo mất mát, bảo an và nhận dạng nội dung, bộ đóng gói IP nhận lưu lượng từ 3 nguồn chính từ các bộ MPEG, nội dung được mã hóa trực tiếp và từ đầu ra bộ truyền mã video.Đầu ra bộ đóng gói IP gưởi tới video streaming server.Các gói có thể truyền broadcast hoặc qua DRM và cơ sở dữ liệu nội dung.Một số trường hợp, nội dung tới bộ đóng gói IP được mã hóa bởi DRM, và một số giải pháp có thể lưu trữ của bộ đóng gói IP trong server. 1.4 Bộ chuyển mã VIDEO: Bộ chuyển mã dữ liệu video nhận tín hiệu từ máy thu vệ tinh và dữ liệu nội bộ được gán vào các server. Chức năng chính của nó là làm phiên dịch giữa các loại mã khác nhau.Server này có thể chuyển đổi dạng nội dung của một số mã được xác định trước và cho nội dung đầu ra là MPEG-2, MPEG-4 hoặc một mã riêng biệt do nhà cung cấp IPTV lựa chọn. Tiến trình chuyển đổi mã sẽ nhận các luồng nội dung đã được mã hóa và chuyển nội dung này thành các dạng mã khác với tốc độ bit thất hơn hoặc các định dạng mà chất lượng không giảm nhiều.Với bộ chuyển đổi mã này, các luồng khác nhau từ vệ tinh hay thông tin nội bộ có thể được gưởi tới bộ phận đóng gói IP dưới dạng các luồng mã theo các chuẩn được ưu tiên hơn.Một số giải thuật được sử dụng để khôi phục lại nội dung gốc, gỡ bỏ một số dữ liệu mà không tốn quá nhiều năng lực xử lý trong tiến trình và tạo ra một luồng dữ liệu có chất lượng với một chuẩn mã hóa khác. Server quản lý nội dung: Server quản lý nội dung sẽ điều khiển luồng thông tin từ bộ đóng gói IP và Video streaming server, việc lưu trữ tất cả video thích hợp vào kho video hoặc gưởi dữ liệu vào DRM. Các yêu cầu từ Milddleware server có thể được phục vụ bởi server quản lý nội dung.Đây sẽ là dữ liệu yêu cầu hoặc chỉ dẫn phục vụ để giảm bớt khi đi qua Video Streaming server. Kho VIDEO : Kho video lưu trữ nội dung để chuẩn bị cho việc truyền broadcast.Kho lưu trữ bao gồm một thư viện video và thư viện media trên các server, đảm bảo truy cập nhanh chóng và tin cậy nội dung được yêu cầu.Kho Video là nơi lưu trữ tất cả tài sản số của các nhà cung cấp IPTV.Hầu hết các tài nguyên này được lưu trữ tại đây, và hacker sẽ cố gắng xâm nhập để ăn cắp nội dung, những nội dung mà không được mã hóa cơ sở dữ liệu hay DRM. Một số giải pháp DRM sẽ hỗ trợ việc bảo mật nội dung khi được lưu trữ, mà sau đó các key sẽ được phân phối tới subciribers. Có các version của các DRM không được hỗ trợ tùy chọn này, và nội dung sẽ được mã hóa trước khi phát Broadcast. VIDEO STREAMING SERVER: Video streaming server làm theo các lệnh từ Milddleware server và VoD Server , và nó cũng nhận thông tin từ DRM và server cung cấp nội dung với các mã MPEG-2, MPEG-4 hoặc các mã được các nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn.Video streaming server cung cấp các nội dung đã được mã hóa và được phân phối bởi STB thông qua giao thức TCP/IP. Các thành phần này hỗ trợ TCP và UDP, tạo luồng multicast phụ thuộc vào dạng ứng dụng và giải pháp được triển khai bởi các nhà cung cấp dịch vụ IPTV. Các server khác nhau sẽ có khả năng tạo luồng riêng biệt.Phụ thuộc vào năng lực xử lý , một số server có khả năng phục vụ vài chục thuê bao một lúc. TVoD & Máy chủ Truyền hình Xem lại Xem chương trình Truyền hình được trì hoãn có thể được xem là nhu cầu đòi hỏi nhiều nhất trong số tất cả các dịch vụ Truyền hình tương tác. Chỉ có công nghệ IPTV mới cung cấp cho người dùng khả năng tạm dừng hoặc quay lại các chương trình Truyền hình. Dịch vụ như vậy thường được gọi là một dạng Truyền hình Xem lại. Ngoài ra, dịch vụ Truyền hình theo Yêu cầu cũng được dành để xem các chương trình Truyền hình gần đây bằng cách lựa chọn chương trình Truyền hình từ kho lưu trữ.
Một kênh Truyền hình được thu từ một vệ tinh hoặc đài phát thanh sẽ được ghi lại trên máy chủ. Trong quá trình duyệt nội dung phương tiện đã ghi lại trên các hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP, thông tin về thời gian bắt đầu chương trình Truyền hình sẽ được hiển thị. Thông tin này được cung cấp cho hệ thống một cách thủ công hoặc tự động từ EPG. Duyệt các chương trình Truyền hình đã ghi lại có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các bộ đánh dấu thời điểm bắt đầu chương trình hoặc đơn giản bằng cách chọn một ngày tháng và thời gian tùy ý. Các dịch vụ Truyền hình theo Yêu cầu và Truyền hình Xem lại được cài đặt trên cùng máy chủ. Thiết bị này giống với máy chủ VOD, gồm có 4 ổ SATA-II HDD có thể tráo đổi nóng, mỗi ổ 750 GB. Điều này tương ứng với khoảng 2000 giờ chương trình Truyền hình được ghi lại. Có thể kết nối một số máy chủ TVoD vào một nhóm để cung cấp dịch vụ TVoD trong các mạng phân phối. Bộ cắm Truy cập có Điều kiện cho phép mã hóa các dòng đầu ra trên chương trình đang chạy để bảo vệ nội dung phương tiện khỏi truy cập trái phép. Middleware server : Middleware server là interface của hệ thống IPTV. Tất cả các bộ STB đều liên lạc với Middleware server để yêu cầu nội dung riêng biệt. Việc liên lạc thường sử dụng giao thức HTTP. Một chương trình duyệt bên trong STB sẽ liên lạc với Middleware server , download hướng dẫn chương trình EPG và gưởi các yêu cầu tới Middleware server. Middleware server sẽ ra lệnh cho streaming server gưởi nội dung tới đích. Các thuê bao có thể liên lạc thông qua STB và yêu cầu nội dung từ Middleware client. IPTV Middleware NetUP IPTV Middleware là thành phần trung tâm của IPTV Complex vì nó liên kết các hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP của thuê bao với thiết bị kiểm soát trung tâm IPTV và xác định trải nghiệm của người dùng. Công nghệ máy khách phong phú – giao diện người dùng nhanh chóng IPTV Middleware của NetUP bao gồm hai thành phần chính - máy chủ Middleware và Máy khách STB, một ứng dụng riêng được phát triển trong môi trường C++ được nạp vào một hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP. Một công nghệ như thế thường được nhắc đến như một phần mềm trung gian IPTV máy khách phong phúcho phép đạt hiệu năng về giao diện người dùng tốt hơn nhiều so với bất kỳ phần mềm trung gian IPTV dựa trên Web nào, mà điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp của Truyền hình HD hoặc video HD. Đồng thời, giao diện người dùng này có thể tùy biến được. Hệ thống phần mềm trung gian IPTV hỗ trợ các dịch vụ sau đây: kênh Truyền hình trực tiếp radio hướng dẫn chương trình điện tử (EPG) video theo yêu cầu (VoD) video gần theo yêu cầu (rạp chiếu phim ảo theo lịch, nVoD) Truyền hình xem lại, Truyền hình theo yêu cầu (tạm ngưng, chuyển tiếp/quay lại nhanh chóng các chương trình Truyền hình) thông tin tài chính/lập hóa đơn kiểm soát của phụ huynh, mật khẩu tài chính, màn hình khóa Duyệt web Middleware của NetUP hỗ trợ các hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP có thương hiệu hàng đầu thế giới như: Amino, Telergy, D-Link, Teletec, v.v... 1.8 IPTV Complex, một giải pháp IPTV có khả năng co giãn NetUP IPTV Complex là một giải pháp IPTV hoàn chỉnh trong đó tất cả các máy chủ đều được kết nối trong một nhóm có khả năng co giãn. Hệ thống IPTV này gồm có cả phần cứng lẫn phần mềm chuyên dùng để cung cấp truyền hình IP và video IP. Thiết bị kiểm soát trung tâm IPTV có tất cả các thành phần cần thiết cho một công ty điện thoại tung ra dịch vụ IPTV Hệ thống Quản lý Lập hóa đơn & Thuê bao IPTV Các chức năng cơ bản của phần mềm lập hóa đơn IPTV bao gồm: duy trì cơ sở dữ liệu của thuê bao phân loại và tính cước cho dịch vụ IPTV khởi tạo và quản lý các chương trình biểu thuế khởi tạo các chứng từ kế toán (hóa đơn) quản lý thẻ truy cập lập báo cáo tài chính Hệ thống lập hóa đơn IPTV có thể được tích hợp cùng với bất kỳ phần mềm kiểm soát các dịch vụ thuộc các loại khác của bên thứ ba (như truy cập Internet, VoIP, v.v…). Chúng tôi đã và đang phát triển và hỗ trợ phần mềm lập hóa đơn cho các công ty điện thoại như một sản phẩm cốt lõi từ năm 2001 và đã thực hiện các chương trình kế toán có độ phức tạp khác nhau cho các dịch vụ truyền thông. Bên cạnh các chương trình phân loại tiêu chuẩn, chúng tôi còn có thể thực hiện hầu hết bất kỳ lôgic doanh nghiệp tùy biến nào. Mọi yêu cầu cụ thể của khách hàng đều được xem xét.
1.9 Video theo Yêu cầu & Rạp chiếu phim Ảo Máy chủ Video theo Yêu cầu của NetUP được xây dựng trên một nền hệ thống tiêu chuẩn ngành và hỗ trợ trên 100 dòng đồng thời (1000 thuê bao có tốc độ đóng gói cực đại của VoD thông thường) có tốc độ nén MPEG-2 tiêu biểu là 4 Mb/s mỗi dòng. Cả chế độ tạo dòng đơn hướng và đa hướng đều được hỗ trợ.
Lưu trữ máy chủ gồm có bốn ổ đĩa cứng SATA-II tráo đổi nóng. Tổng dung lượng HDD trong cấu hình tiêu chuẩn là 3 Tbyte hoặc tương đương với hơn 800 bộ phim có chất lượng DVD. Lưu trữ dữ liệu bên ngoài có thể được kết nối trong trường hợp có yêu cầu. Các bộ phim được lưu trữ ở định dạng MPEG-2 hoặc MPEG-4 AVC (H.264), dòng chuyển tải – SD và HD đều được hỗ trợ. Tốc độ nén có thể được sửa đổi sao cho phù hợp với hoạt động của hộp giải mã tín hiệu truyền hình và/hoặc của hệ thống mạng xuôi dòng. Nội dung video có thể được nạp thông qua smb hoặc ftp. Chúng tôi đã bao gồm một mô-đun dùng để chuyển mã các DVD thành định dạng yêu cầu trực tiếp sang HDD của máy chủ. Mô-đun này sẵn có trong chế độ dòng lệnh để tự động chuyển mã các ổ đĩa. Mô tả về bộ phim, được hiển thị ở giao diện người dùng Middleware, có thể được đồng bộ hóa với một cơ sở dữ liệu trung tâm trên mạng Internet (Cơ sở Kiến thức Phương tiện, www.media-kb.com). Cơ sở dữ liệu này chứa thông tin đầy đủ và có cấu trúc về nội dung đa phương tiện, mang tính đa ngữ và có thể truy cập tự do. Máy chủ được cài đặt trong một vỏ đặt trên giá 1U. Có thể kết nối các máy chủ VoD thành một nhóm. Điều này cho phép khách hàng của chúng tôi đạt được hầu hết hiệu năng và cung cấp VoD trong các mạng phân phối. Sử dụng CAS của NetUP cho phép tạo dòng nội dung phương tiện đã mã hóa từ máy chủ VOD. Truyền hình Xem lại, Bộ ghi Video Cá nhân Mạng, và Truyền hình theo Yêu cầu được cài đặt như một máy chủ riêng lẻ trên cùng kết cấu khung. IPTV Combine 4x, một giải pháp IPTV trong một hộp hoàn chỉnh:Hệ thống máy chủ VoD, cổng nối DVB-IP, phần mềm trung gian và hệ thống lập hóa đơn IPTV Combine 4x là một máy chủ IPTV tất cả trong một được thiết kế dành riêng cho các dự án IPTV quy mô nhỏ. Đây là một giải pháp hoàn hảo cho các khách sạn, bệnh viện, cơ sở giáo dục, tàu thủy, và các công ty điện thoại quy mô nhỏ, các phòng thí nghiệm IPTV và phòng trưng bày. Thiết bị này bao gồm phần mềm trung gian IPTV có trang bị hệ thống lập hóa đơn có thể điều khiển tối đa 500 hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP; cổng nối DVB-IP với 4 đầu vào DVB-S/DVB-S2 và 4 khe CI cho phép nhận và giải mã các kênh Truyền hình từ 4 bộ tiếp sóng; một máy chủ VoD có thể xử lý tối đa 50 dòng VoD đồng thời và được trang bị một TB có không gian HDD dùng cho lưu trữ nội dung video – tất cả đều được cài đặt, tích hợp, và định cấu hình cho để tung ra một dịch vụ IPTV dễ dàng và nhanh chóng. 1.10 IPTV dành cho Khách sạn Một giao diện dành cho các hệ thống quản lý tài sản khách sạn, như MICROS-Fidelio, mang tính tùy chọn. Cung cấp VoD và truyền hình IP dành cho khách sạn có trang bị IPTV Combine 4x là một giải pháp rất tiết kiệm chi phí và nằm hợp lý ngay cả với một khách sạn nhỏ. IPTV Combine 4x phiên bản dành cho khách sạn hỗ trợ các tin nhắn chào mừng, trang thông tin về khách sạn, xem hóa đơn khách sạn, gửi nhận tin nhắn, trả phòng nhanh, thay đổi tình trạng phòng và thêm nhiều tính năng khác.
IPTV Combine 4x của NetUP – hộp IPTV tất cả trong một. Mặt trước Các Ưu điểm Chính Tất cả các hệ thống đều được tích hợp. Quý vị không còn phải mất thêm tiền hay thời gian cho việc tích hợp hệ thống vì tất cả các hệ thống trong IPTV Combine 4x đều do một công ty phát triển và tương thích lẫn nhau. Mật độ cao. Một thiết bị có thể nhận và giải mã 4 bộ tiếp sóng vệ tinh tương ứng với khoảng 50 kênh Truyền hình. Tính compac của IPTV Combine 4x cho phép tiết kiệm khoảng trống khi cài đặt và giảm bớt chi phí vận chuyển. Cuộn cảm là một thành phần rất quan trọng khi cài đặt IP TV trong các môi trường giới hạn, như trên các du thuyền. Giao diện Người dùng Nhanh. Giao diện của người dùng được hiển thị trên màn hình Truyền hình là một ứng dụng riêng được phát triển trong môi trường C++. Giao diện này hoạt động ngay trong hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP, điều này đồng nghĩa với việc các tranh ảnh đồ họa sẽ được thực hiện nhanh chóng vì không có bất kỳ trì hoãn nào do mạng hay máy chủ phần mềm trung gian tải cao gây ra. Ngược với các hệ thống phần mềm trung gian JavaScript/HTML của hầu hết các nhà cung cấp, hướng tiếp cận ứng dụng riêng của chúng tôi đối với hệ thống phần mềm trung gian IPTV này cho phép đạt được hiệu quả tối đa về giao diện người dùng. Không còn trình duyệt Web nặng xử lý chậm các tranh ảnh đồ họa nữa. Không còn trì hoãn hay tạm ngưng khi trình duyệt các menu trên chương trình Truyền hình của bạn nữa – mọi công việc đều được thực hiện nhanh nhất có thể. Điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp ở chế độ độ nét cao (HD). Hỗ trợ các mô hình hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP khác nhau trong cùng hệ thống mạng. Các hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP có mô hình khác nhau có thể được sử dụng trong cùng hệ thống mạng. Các nền hệ thống phần cứng được hỗ trợ gồm có: STM, Broadcom, TI Davinci, Sigma Designs, và Power PC. Các hộp giải mã tín hiệu truyền hình IP đã được dùng thành công trong nhiều dự án trên thực tế gồm có AmiNET 110, 125, 130, 130M của Amino; T-502, D-Link's DIB-120 của Telergy và nhiều loại khác. Các chủ đề có thể tùy chỉnh. Chủ đề giao diện của người dùng có thể được nhà cung cấp dịch vụ IPTV tùy chỉnh bằng cách chỉnh sửa các tờ mẫu. Ngoài ra có thể biên dịch chủ đề này sang bất kỳ ngôn ngữ nào. Nhiều ngôn ngữ giao diện được hỗ trợ và người dùng cuối có thể lựa chọn chúng.
 IPTV Combine 4x của NetUP – mặt sau NetUP Dual DVB-S2-CI Thẻ DVB-S/DVB-S2 PCI-e mật độ cao chuyên nghiệp Tổng quan Dual DVB-S2-C