Đề tài Qos cho dịch vụ Iptv

ng cùng một macroblock Việc sử dụng phương pháp này sẽ làm giảm kích thước của ảnh I so với ảnh I được nén bằng phương pháp nén khác, số ảnh I càng nhiều, hiệu quả nén càng được cải thiện so với các phương pháp khác. Quá trình xấp xỉ chuyển động giữa các ảnh (Inter-picture coding): Kỹ thuật bù chuyển động là kỹ thuật căn bản của các kỹ thuật nén MPEG. Nguyên lý bù chuyển động là tìm ra các vùng ảnh giống nhau hoặc gần giống nhau giữa hai ảnh kế tiếp (gọi là ảnh tham khảo và ảnh dự đoán). Thông tin về ảnh dự đoán sẽ được truyền đi dưới dạng vector xác định vị trí của vùng ảnh thuộc ảnh tham khảo trong ảnh dự đoán. Quá trình tìm vector chuyển động gọi là quá trình xấp xỉ chuyển động (motion estimation), quá trình khôi phục ảnh dựa trên vetor này gọi là quá trình bù chuyển động (motion compensation). Hình 2.7 : Xấp xỉ chuyển động H.264 cho phép xấp xỉ chuyển động với độ chính xác ¼ pixel (Qpel – Quarter Pixel Precision). Cho phép xác định các vector chuyển động chỉ bằng ¼ pixel, nghĩa là cho phép xấp xỉ các chuyển động rất nhỏ. (MPEG-2 chỉ hỗ trợ độ chính xác ½ pixel và MPEG-1 là 1 pixel). Điều này tạo nên chất lượng hình ảnh tốt hơn cho H.264. H.264 còn cho phép chia macroblock thành các block có kích thước khác nhau tùy chọn, việc này làm cho việc tìm vùng ảnh giống ở các ảnh tham khảo cho các block dễ thành công hơn. Mặc khác, H.264 còn là kỹ thuật nén đầu tiên cho phép các ảnh B được dùng làm ảnh tham khảo cho các ảnh khác, khả năng tìm được vùng ảnh giống nhau tăng lên, tăng hiệu quả nén. Lọc giảm hiệu ứng block: Bằng cách sử dụng bộ lọc giảm hiệu ứng block (In-loop deblocking Filter) ở cả thiết bị encoding và decoding, H.264 có thể cung cấp chất lượng hình ảnh tốt hơn, mượt mà hơn so với các chuẩn nén không sử dụng bộ lọc này. Mã hóa Entropy: Sử dụng mã hóa VLC (Variable-Length Coding – mã có chiều dài không cố định): mã Huffman, Golomb, Lempel-Ziv…. H.264 hỗ trợ hai phương pháp mã hóa entropy: - Phương pháp mã hóa VLC đơn giản: dùng một bảng mã cho tất cả các loại dữ liệu. Bảng mã thường được dùng là bảng mã Golomb. - Phương pháp mã hóa CAVLC (Context-Adaptive Variable Length Coding – mã hóa thích nghi có chiều dài mã thay đổi): phương pháp này cho phép mã hóa các thành phần dữ liệu có cú pháp khác nhau bằng những bảng mã khác nhau. CHƯƠNG 3: QOS TRONG DỊCH VỤ IPTV Hiện nay, QoS (chất lượng dịch vụ) đang trở thành một vấn đề rất được quan tâm trong viễn thông, đặc biệt là trong mạng chuyển mạng IP. Để IPTV có khả năng cạnh tranh với các hệ thống truyền hình khác thì đảm bảo QoS là yêu cầu đặc biệt quan trọng. 3.1 . Tổng quan về chất lượng dịch vụ - QoS (Quality of Service) : 3.1.1. Khái niệm QoS: 3.1.1.1. Định nghĩa: QoS là một lĩnh vực phức tạp, đã có nhiều định nghĩa được đưa ra, tuy nhiên, thực tế không có định nghĩa nào được xem là chung và chính thức. Theo khuyến nghị E.800 của tiêu chuẩn ngành viễn thông thuộc Tổ chức viễn thông quốc tế ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector) “QoS là tập hợp các yếu tố tác động đến sự hài lòng của khách hàng đối với một dịch vụ viễn thông nào đó”. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) định nghĩa QoS là: “tập hợp các đặc trưng về định tính và định lượng của một hệ thống truyền dẫn đa phương tiện nhằm đạt được các chức năng yêu cầu của một dịch vụ cụ thể”. Nhà sản xuất thiết bị mạng hàng đầu Cisco thì đưa ra khái niệm: “QoS là thuật ngữ được dùng để xác định khả năng đảm cung cấp các cấp độ dịch vụ khác nhau với những hình thức lưu lượng khác nhau của mạng”. QoS cho phép chỉ định mức độ ưu tiên đối với các lưu lượng khác nhau và cho phép xác định cấp độ chất lượng dựa vào độ rộng băng thông hoặc thời gian trễ… QoS được định nghĩa “là một tập hợp các công cụ cho phép người quản trị mạng có thể đảm bảo chắc rằng cấp độ tối thiểu của các dịch vụ được cung cấp một lưu lượng xác định”. ”. Một cách đơn giản, QoS có thể hiểu là “khả năng phân biệt đối xử giữa các gói tin (packet) truyền qua mạng căn cứ vào nội dung của gói tin đó”. 3.1.1.2. Ý nghĩa: Các tham số QoS có thể được dùng để đo lường chất lượng của một dịch vụ, đánh giá khả năng cung cấp dịch vụ của hệ thống mạng viễn thông… Đặc biệt, việc theo dõi các tham số QoS giúp nhà cung cấp dịch vụ có thể đưa ra các giải pháp thích hợp nhằm đảm bảo cung cấp QoS cho khách hàng( QoS mechanisms). Do tính quan trọng của ứng dụng này, mà đôi khi thuật ngữ “QoS” còn được dùng thay cho “QoS mechanisms). 3.1.2. Các tham số QoS: 3.1.2.1. Tham số QoS: QoS phụ thuộc vào chất lượng hỗ trợ dịch vụ, chất lượng khai thác dịch vụ, chất lượng phục vụ và chất lượng an toàn. Chất lượng hỗ trợ dịch vụ: khả năng cung cấp một dịch vụ và hỗ trợ việc sử dụng các tính năng của dịch vụ đó. Ví dụ cung cấp các tính năng hỗ trợ hoặc cung cấp các dịch vụ bổ trợ. Chất lượng khai thác dịch vụ: khả năng user có thể sử dụng một dịch vụ thành công một cách dễ dàng. Chất lượng phục vụ: khả năng thực hiện dịch vụ khi user trong một điều kiện cụ thể, khả năng duy trì dịch vụ không xảy ra suy yếu, gián đoạn trong suốt thời gian yêu cầu. Chất lượng phục vụ được chia nhỏ thành: khả năng truy nhập, khả năng duy trì và mức độ hoàn hảo dịch vụ. Chất lượng an toàn: đảm bảo tính an toàn thông tin cho khách hàng, chống lại việc giám sát trái phép và sử dụng gian lận dịch vụ, an toàn cho hệ thống thiết bị và an toàn cho người sử dụng. Đây là những thông số tương đối, do đó, để đánh giá QoS bằng những con số cụ thể, người ta cần xét những tham số có thể đo đạt được. 3.1.2.2. QoS nhìn từ những khía cạnh khác nhau: QoS có thể được nhìn từ những góc độ khác nhau, khuyến nghị G.1000 đưa ra 4 quan điểm cho QoS bao gồm: yêu cầu QoS của khách hàng, QoS nhà cung cấp đưa ra, QoS nhà cung cấp đạt được và cảm nhận QoS của khách hàng. Các quan điểm này có quan hệ nhân quả với nhau trên cơ sở yêu cầu của khách hàng là điểm khởi đầu (starting point).. Hình 3.1: Các quan điểm QoS Quan điểm nhà cung cấp dịch vụ: Từ quan điểm nhà cung cấp dịch vụ, để đạt được yêu cầu QoS, hiệu năng mạng NP (Network Performance) giữ vai trò quyết định. NP được định nghĩa là: “Khả năng của mạng hoặc một phần mạng cung cấp các chức năng truyền thông giữa những người sử dụng” (ITU-T E.800). Nhà cung cấp dịch vụ cần phải đưa ra các tham số chất lượng mạng sao cho vừa đảm bảo được lợi ích kinh tế vừa đáp ứng được nhu cầu của khách hàng. Thông thường, có năm giá trị đánh giá NP được xem như có ảnh hưởng quan trọng nhất đến QoS (đặc biết với các dịch vụ mạng dựa trên công nghệ gói). Độ khả dụng (Availability): là độ tin cậy và độ ổn định của hệ thống, thể hiện khả năng sẵn sàng phục vụ. Độ khả dụng thường được tính trên cơ sở thời gian ngừng hoạt động trên tổng số thời gian hoạt động của hệ thống mạng. Thông lượng (Throughput): tốc độ truyền tải dữ liệu thực tế mà hệ thống có thể cung cấp. Tỷ lệ mất gói (Packet loss): là dữ liệu gói bị mất do tắt nghẽn ở các node hoặc xảy ra trên chính các đường truyền dữ liệu. Trễ (Delay): là khoảng thời gian để dữ liệu truyền từ nguồn tới đích. Biến động trễ (Jitter): là sự khác biệt về trễ của các gói khác nhau trong cùng một luồn lưu lượng. Quan điểm người sử dụng dịch vụ: Người sử dụng thông thường không quan tâm đến việc một dịch vụ được thực thi cụ thể như thế nào. Họ chỉ quan tâm so sánh cùng một dịch vụ được cung cấp bởi các nhà cung cấp khác nhau, với các thông số chất lượng định hướng người dùng. Các tham số này đi vào tất cả các khía cạnh của dịch vụ từ quan điểm của người dùng, tập trung vào các yếu tố tác động đến cảm nhận của người dùng chứ không phải nguyên nhân của chúng trong hệ thống, độc lập với kiến trúc và công nghệ mạng, có thể được đo lường khách quan hoặc chủ quan, từ các thông số này, có thể dễ dàng liên hệ đến các thông số NP. Viện tiêu chuẩn viễn thông ETSI Châu Âu (European Telecommunications Standards Institute). Các dịch vụ khác nhau có đặc trưng và yêu cầu NP khác nhau có thể được chia thành 8 nhóm. Hình 3.2 : Mô hình các nhóm QoS dịch vụ Dựa vào sự khác nhau này, lưu lượng được chia thành các lớp khác nhau (Class of Service). Trên cơ sở các lớp này mà tiến hành phân chia tài nguyên, đảm bảo tận dụng tối đa tài nguyên mạng. 3.1.3. QoS trong mạng IP: 3.1.3.1. Mô hình tham chiếu QoS IP: Hình 3.3 : Mô hình tham chiếu QoS NI – NI (ITU-T Y.1514) Có hai thành phần quan trọng ảnh hưởng đến QoS mạng IP: phương tiện truyền dẫn và thiết bị chuyển mạch. Đối với mỗi phần, có các yêu cầu về QoS tương ứng. QoS mạng IP được hiểu là QoS chuyển vận dịch vụ, chỉ được xét từ NI đến NI, thiết bị khách hàng (Customer Installation) chỉ mang tính chất tham khảo đối với mô hình này. Mạng IP có thể bao gồm nhiều phân đoạn mạng NS (Network Section), mỗi NS có những đặc tính riêng về giao thức, cấu hình và chính sách QoS. Mỗi NS tham gia có thể gây ra trễ, tổn thất hoặc lỗi. QoS NI-NI là tổng hợp các thông số QoS của tất cả NS trong mạng. 3.1.3.2. Tham số QoS trong mạng IP: IP được sử dụng rộng rãi vì tính đơn giản của nó, dữ liệu được đóng gói và truyền đi trong mạng với nỗ lực tối đa (Best Effort). Theo khuyến nghị I.380 ITU-T, các tham số đánh giá hiệu năng truyền gói tin IP bao gồm: - Trễ truyền gói tin IP IPTD (IP Packet Transfer Delay): còn được gọi là trễ đầu cuối tới đầu cuối (end to end) hoặc trễ mạng, là thời gian 1 gói tin truyền từ đầu phát đến đầu thu. IPTD thường được hiểu là trễ trung bình (mean delay) của các gói tin truyền qua mạng IP. - Biến động trễ gói tin IP IPDV (IP packet Delay Variation): biến động trễ của các gói tin, được định nghĩa là khoảng chênh lệch về độ trễ của các gói tin. Có nhiều phương pháp để tính IPDV, đơn giản nhất là lấy chênh lệch giữa độ trễ lớn nhất và độ trễ nhỏ nhất (được dùng để tính IPDV trong khoảng thời gian ngắn): IPDV = IPTDmax – IPTDmin (3.1) - Tỷ lệ lỗi gói tin IP IPER (IP Packet Error Ratio): là tham số tính theo tỷ lệ các gói tin IP lỗi trên tổng số gói tin IP nhận được: IPER=NerrNerr+Nsuc (3.2) Nerr: số lượng gói tin lỗi Nsuc: Số lượng gói tin nhận được thành công (successful). - Tỷ lệ tổn thất gói IP IPLR (IP Packet Loss Ratio): Tỷ số các gói tin bị mất trên tổng các gói tin đã truyền đi. IPLR=NlossNtran (3.3) Nloss: số gói tin bị mất (tổn thất) Ntran: số gói tin truyền đi. Tỷ lệ tổn thất gói ảnh hưởng bởi chất lượng kết nối, các ứng dụng trên IP thường tính trên 3 khía cạnh ảnh hưởng của tỉ lệ mất gói: giá trị ngưỡng, dung sai và ảnh hưởng của tỉ lệ mất gói đối với hiệu năng ứng dụng. Gói tin mất thực tế còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như FEC hoặc giao thức sửa lỗi lớp trên. - Tỷ lệ sắp xếp lại các gói tin IP IPRR (IP Packet Reordering Ratio): việc sắp xếp lại xảy ra khi có sự tổn thất gói tin TCP, IPRR được đưa ra để đánh giá tổng số gói bị mất đối với TCP. Ngoài ra còn có một số thông số khác: Thông lượng gói tin IP (IP Packet Throughput), Tỉ lệ tổn thất block IPSLBR (IP Packet Severely Loss Block Ratio)… 3.1.3.3. Phân lớp QoS cho mạng IP: Tất cả các ứng dụng đều yêu cầu một mức NP nào đó, mỗi ứng dụng đều có một vài đặc tính cơ bản khác nhau. Để nhận biết yêu cầu chất lượng dịch vụ, hệ thống thường nhận biết qua các lớp dịch vụ. Các tổ chức chuẩn hóa đưa ra các đề xuất phân lớp dịch vụ khác nhau. ETSI chia các dịch vụ thành 4 lớp. Lớp QoS Thành phần Các đăc tính QoS Hội thoại thời gian thực Thoại, audio, video, đa phương tiện Nhạy cảm với trễ và biến động trễ, có giới hạn lỗi và tổn thất, tốc độ bit thay đổi hoặc cố định. Luồng thời gian thực Audio, video, đa phương tiện Trễ và biến động trễ có dung sai nhất định, dung sai nhỏ đối với lỗi và tổn thất, tốc độ bit thay đổi. Tương tác cận thời gian thực Dữ liệu Nhạy cảm với trễ, biến động trễ và tổ thất, tốc độ bit thay đổi Phi thời gian thực Dữ liệu Không nhạy cảm với trễ và biến động trễ, nhạy cảm với lỗi Bảng 3.1: Lớp dịch vụ theo đề xuất của ETSI Lớp QoS Các đặc tính QoS 0 Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tác cao 1 Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tác 2 Dữ liệu chuyển giao, tương tác cao 3 Dữ liệu chuyển giao, tương tác 4 Tổn hao thấp (chuyển giao ngắn, video) 5 Các ứng dụng nguyên thủy của mạng IP 6 Tốc độ cao, nhạy cảm với mất gói, nhạy cảm với jitter, thời gian thực, tương tác cao. 7 Tốc độ cao, nhạy cảm với mất gói, nhạy cảm với jitter, thời gian thực, tương tác. Bảng 3.2: Phân lớp dịch vụ theo ITU-T Y.1541 Từ các lớp dịch vụ này, ITU-T đưa ra phân lớp QoS cho mạng IP với các yêu cầu cụ thể về QoS IP cho từng lớp dịch vụ. Tham số NP QoS Classes Class 0 Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Class 5Unspecified Class 6 Class 7 IPTD 100 ms 400 ms 100 ms 400 ms 1 s U 100ms 400ms IPDV 50 ms 50 ms U U U U 50ms 50ms IPLR 1 × 10–3 1 × 10–3 1 × 10–3 1 × 10–3 1 × 10–3 U 1x10-6 1x10-6 IPER 1 × 10–4 U 1 × 10–4 1 × 10–4 IPRR U U 1x10-6 1x10-6 Bảng 3.3 : Lớp QoS và các giá trị NP mạng IP (ITU-T Y.1541) U: Unspecial, không được chỉ định, các dịch vụ thuộc lớp này không có yêu cầu đặc biệt đối với tham số NP tương ứng. Class 6 và class 7 được xem là các lớp tạm thời, vì các yêu cầu của nó không thể xác định được nếu chưa đặt vào trường hợp thực tế. 3.1.4. QoS và các khái niệm liên quan: 3.1.3.1. Chất lượng trải nghiệm QoE (Quality of Experience): QoE được định nghĩa trong P.10/G100 của ITU-T: “Khả năng chấp nhận (sự hài lòng) tổng thể của một ứng dụng hoặc dịch vụ theo cảm nhận chủ quan của người dùng”. QoE có thể đánh giá trên cơ sở điểm trung bình chất lượng MOS (Mean Opinion Score). MOS là điểm trung bình mà khách hàng đánh giá một dịch vụ, để có được MOS, nhà cung cấp dịch vụ phải tiến hành lấy ý kiến khách hàng, đối với các dịch vụ thoại và video, MOS có thang điểm từ 1 đến 5. Có thể nói đây là một giá trị rất khó xác định chính xác, rất tốn chi phí và thời gian QoE và QoS là hai thuật ngữ có liên hệ rất gần gũi và thường gây nhầm lẫn. Có thể phân biệt như sau: QoS là các yếu tố tác động đến sự hài lòng của khách hàng đối với dịch vụ, còn QoE là cảm nhận thực của khách hàng về dịch vụ. QoS tác động đến QoE, QoE là mục đích của QoS. Hình 3.4: So sánh QoS và QoE ITU-T G.1080 đưa ra định nghĩa các thành phần của QoE, bao gồm các yếu tố khách quan và chủ quan tác động đến người dùng. Hình 3.5 : Các thành phần QoE 3.1.3.2. Cấp độ dịch vụ GoS (Grade of Service): GoS được xem là một khía cạnh của QoS. Cấp độ dịch vụ được định nghĩa như sau: “Khi trong mạng hoặc một phần của mạng, lưu lượng phát sinh vượt quá khả năng xử lý của mạng mà không được giới hạn sẽ dẫn đến tắt nghẽn. Việc giới hạn sẽ tác động đến dịch vụ cung cấp cho khách hàng, và mức độ của những giới hạn này có thể được thể hiện bằng các thông số GoS thích hợp (ví dụ như xác suất mất gói, trễ trung bình, tỉ lệ lỗi…). Cấp độ dịch vụ được coi là cung cấp thông tin về khía cạnh lưu lượng của QoS”. GoS thường được sử dụng nhiều trong chất lượng dịch vụ thoại, lần đầu xuất hiện trong các ứng dụng chuyển mạch kênh, GoS xác định khả năng tắc nghẽn hoặc trễ cảu các cuộc gọi trong một khoảng thời gian và thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm (%). GoS phụ thuộc rất lớn vào kiến trúc chuyển mạch cả trên phương diện phần cứng và phần mềm điều khiển, đồng thời phụ thuộc vào lưu lượng đưa tới hệ thống. Với cùng một kiến trúc xử lý, với các loại lưu lượng khác nhau sẽ có các cấp độ dịch vụ khác nhau. 3.1.3.3. Kiểu dịch vụ ToS (Type of Service) và lớp dịch vụ CoS (Class of Service): ToS và CoS là các trường nhằm xác định cấp độ ưu tiên xử lý của dữ liệu, căn cứ vào đặc tính của các dịch vụ đã được chia vào các lớp dịch vụ mà có cách cư xử thích hợp với dữ liệu của dịch vụ đó. ToS: Là một trường trong tiêu đề (header) gói tin IP, thể hiện mức độ ưu tiên của gói tin. ToS của IPv4 có 8 bit. Có 2 cách để thiết lập mức dộ ưu tiên bằng trường ToS: + Cách thứ nhất được gọi là ưu tiên IP (IP precedence): sử dụng 3 bit đầu của ToS để thiết lập 8 mức độ ưu tiên (gói tin có IP Precedence càng lớn thì có độ ưu tiên càng thấp). Các bit còn lại dùng cho mục đích dự trữ. + Cách thứ hai là điểm phân biệt dịch vụ theo mã DSCP (Differentiated Services Code Point), sử dụng 6 bit của ToS cung cấp 64 mức độ ưu tiên khác nhau. 2 bit còn lại được dùng là cảnh báo nghẽn IP ECN (Explicit Congestion Notification). Hình 3.6: Trường ToS trong header Ipv4 Tương tự, IPv6 cũng có trường dùng để đánh dấu lớp lưu lượng QoS. Và cũng có 2 cách để đánh dấu lưu lượng: + Dùng 4 bit để đánh dấu 8 lớp dịch vụ cho lưu lượng thực (real) và 4 bit đánh dấu 8 lớp dịch vụ cho lưu lượng thích ứng (elastic). + Dùng DSCP, tương tự như IPv4. Cách này gần như đã thay thế cách thứ nhất. Hình 3.7: Trường ToS trong header IPv6 CoS: CoS là một trường 3 bit nằm trong header của frame Ethernet. Trường này thuộc tag VLAN. Với 3 bit, nó có thể đánh dấu 8 mức độ ưu tiên ứng với 8 lớp dịch vụ. Hình 3.8: Trường CoS trong header Ethernet chuẩn 802.1q 3.2. QoS cho dịch vụ IPTV: Nhà cung cấp dịch vụ IPTV phải đối mặt với sự cạnh tranh gay gắt từ truyền hình cáp và truyền hình vệ tinh vốn đang chiếm lĩnh thị trường. Truyền hình cáp và vệ tinh có chất lượng trải nghiệm khá cao trên cơ sở mạng riêng biệt và ổn định, trong khi đối với IPTV được cung cấp trên nền mạng IP có sẵn với nhiều loại lưu lượng khác nhau. Một tỉ lệ mất gói rất nhỏ cũng có thể gây ảnh hưởng rất xấu đến chất lượng hình ảnh. Do đó, để IPTV có khả năng cạnh tranh, nhà cung cấp dịch vụ cần phải đảm bảo vừa đạt chất lượng yêu cầu vừa yêu cầu chi phí thấp nhất. Cung cấp chất lượng cạnh tranh là rất cần thiết để IPTV có thể xâm nhập thị trường thành công. 3.2.1. Yêu cầu đối với dịch vụ IPTV: Mục đích cuối cùng của QoS là nhằm đạt được sự hài lòng của khách hàng đối với dịch vụ viễn thông. Khách hàng có những yêu cầu khác nhau tùy vào loại dịch vụ, để đưa ra các tham số cũng như cơ chế QoS thích hợp cho một dịch vụ, trước hết cần tìm hiểu các yêu cầu chất lượng của dịch vụ đó. 3.2.1.1. Các yêu cầu chung: Yêu cầu của khách hàng đối với IPTV được đưa ra trong REQ_Arch_10 gồm: + IPTV cung cấp cho người dùng những trải nghiệm tương tác chất lượng cao về nội dung video/audio. + IPTV phải có chất lượng ổn định + Các hoạt động tương tác với người dùng phải dễ dàng và thuận tiện + Hệ thống IPTV phải hỗ trợ bảo mật và riêng tư của người dùng. Việc các yêu cầu này có được đáp ứng hay không sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến QoE của người dùng và dĩ nhiên,cùng một yêu cầu, mỗi người sẽ có cách đánh giá chủ quan khác nhau. Yêu cầu đối với dịch vụ IPTV do nhóm nghiên cứu IPTV của ITU-T (ITU-T FG IPTV) đưa ra: Yêu cầu định hướng người dùng (ví dụ: chức năng EPG): IPTV thực chất là một loại hình đa dịch vụ, hướng tới hội tụ, do đó, chức năng hướng dẫn là vô cùng cần thiết để tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng khi sử dụng các dịch vụ của IPTV. Yêu cầu phân phối nội dung đến khách hàng: cùng một thời điểm, sẽ có hàng loạt user yêu cầu truy cập đến một lượng rất lớn nội dung media, nội dung phải được đảm bảo cung cấp cho khách hàng theo đúng yêu cầu. Yêu cầu quản lý nội dung: với tính đa dạng về nội dung, việc quản lý nội dung IPTV là hết sức cần thiết Yêu cầu quản lý dịch vụ: IPTV thường được tích hợp với nhiều dịch vụ khác, do đó, chức năng quản lý dịch vụ là yêu cầu quan trọng. Yêu cầu về các khía cạnh an toàn dịch vụ: cho phép thực hiện xác thực và xác nhận quyền truy cập. Yêu cầu đối với nhà cung cấp dịch vụ IPTV và nhà cung cấp hạ tầng mạng: Đối với nhà cung cấp dịch vụ: + Hệ thống phải có khả năng quản lý các dịch vụ khác nhau nhằm đảm bảo tất cả các dịch vụ có thể hoạt động ổn định. + Hệ thống phải cung cấp hoàn chỉnh các chức năng quản lý thuê bao (ví dụ có khả năng mở hoặc khóa một tài khoản người dùng). + Phải cung cấp các chức năng tiện dụng và ngăn chặn các hành vi sử dụng trái phép dịch vụ. Đối với nhà cung cấp hạ tầng mạng: + Mạng phải có khả dụng và có độ tin cậy cao + Mạng phải cung cấp khả năng quản trị và điều khiển + Mạng phải cung cấp đủ chất lượng mạng (Network QoS) cho các dịch vụ. 3.2.1.2. Yêu cầu chất lượng trải nghiệm QoE cho IPTV: QoE là thước đo chính xác khả năng cạnh tranh của IPTV và cũng là thể hiện rõ nhất của chất lượng dịch vụ IPTV. Tìm hiểu yêu cầu của những khía cạnh quan trọng ở lớp dịch vụ và ứng dụng ảnh hưởng trực tiếp đến QoE là cơ sở đánh giá QoS của IPTV. Hình 3.9: QoS và QoE của dịch vụ IPTV Theo khuyến nghị ITU-T G.1080, QoE gồm các yêu cầu chủ yếu ở lớp ứng dụng và dịch vụ: QoE cho video và audio: Chất lượng video và audio là yếu tố gần như quyết định sự hài lòng của khách hàng đối với IPTV. Video/audio phải đạt được các yêu cầu về chất lượng ban đầu (nguồn dữ liệu: chất lượng thu, số hóa, kỹ thuật nén…), mặt khác, còn phải đạt được yêu cầu về chất lượng sau truyền dẫn (mất dữ liệu, đồng bộ âm thamh, hình ảnh). QoE cho ký tự và hình vẽ: Việc truyền dẫn các ký tự và hình vẽ đòi hỏi độ chính xác, thời gian trễ chấp nhận được tùy theo loại ký tự (thư, trao đổi, ký tự điều khiển…) và loại hình vẽ (hình ảnh đại diện, hình ảnh quảng cáo…) Yêu cầu về chức năng điều khiển: Bao gồm yêu cầu về thời gian chuyển kênh cho TV và yêu cầu về khả năng play/pause/reward của VoD (VoD trick mode). Thời gian chờ phải càng ngắn càng tốt, điều này phụ thuộc vào khả năng xử lý và độ trễ của hệ thống. Yêu cầu về các dịch vụ cộng thêm và hỗ trợ: Bao gồm yêu cầu về siêu dữ liệu (metadata), trình duyệt (browser) và khả năng thay đổi và hướng dẫn nội dung. Metadata gồm phụ đề, EPG… cần đảm bảo tính chính xác, đồng bộ và chiêm ít tài nguyên mạng. Browser cần phải thích hợp với TV chứ không phải là PC, cần phải được sử dụng dễ dàng với điều khiển TV. Khả năng thay đổi và hướng dẫn nội dung nhằm đảm bảo một môi việc sử dụng IPTV giống TV truyền thống (và còn hơn thế nữa) trong việc chuyển kênh hoặc chuyển nội dung yêu cầu. 3.2.1.3. Yêu cầu chất lượng mạng IP cho dịch vụ IPTV: Yêu cầu về chất lượng mạng IP đôi khi còn được xem là yêu cầu QoS cho IPTV, vì QoS thông thường được hiểu là ở lớp mạng, và các cơ chế QoS cũng tập trung ở lớp này. QoS cho mạng IP được chia thành 8 lớp (theo ITU-T Y.1541 – đã nêu ở mục 3.1), FG IPTV C-0127 là tài liệu liên kết các thành phần dịch vụ của IPTV với các lớp QoS IP. Các dịch vụ IPTV được chia thành nhóm (categories): nỗ lực tốt nhất BE (Best Effort), ít mất thông tin LL (Low Loss), Tương tác I (Interactive), tương tác thời gian thực RTI (Real-Time Interactive) và thời gian thực multicast & unicast RTMU (Real-Time Multicast & Unicast). + BE bao gồm các dịch vụ truyền thống của mạng IP, những dịch vụ này không yêu cầu thời gian thực, gói tin lỗi có thể được truyền lại sử dụng giao thức RTP. BE có yêu cầu tương đương với class 5 của Y.1514 +LL là nhóm các dịch vụ giao dịch ngắn (short transaction) và dữ liệu khối (bulk data), yêu cầu của nhóm này tương đương với class 4. IPTV service category IP QoS class IPTV service examples Best Effort (BE) Dịch vụ nỗ lực tối đa QoS class 5 Dịch vụ download nội dung Các dịch vụ thông tin truyền thống Thông tin truyền hình e-mail Low Loss (LL) Dịch vụ ít mất dữ liệu QoS class 4 VOD, MOD (media on demand) Hội nghị truyền hình Học từ xa VOD Interactive (I) Dịch vụ tương tác QoS class 2/3 Messenger Học từ xa tương tác Real-Time Interactive (RTI) Dịch vụ thời gian thực tương tác QoS class 0/1 VoIP, video phone Game Real-Time Multicast & Unicast (RTMU) Dịch vụ thời gian thực Multicast và Unicast QoS class 6/7 Truyền hình tuyến tính/quảng bá Truyền hình đa chiều pay per view PVR Bảng 3.4: Mối liên hệ giữa các dịch vụ IPTV và QoS class ITU-T Y.1541 Ngoài ra, FG IPTV C-0127 cũng đưa ra các lớp QoS ứng với một số dịch vụ điển hình của IPTV. IPTV services Nhóm dịch vụ IPTV /QoS class BE LL I RTI RTMU 5 4 3 2 1 0 7 6 Linear/broadcast TV (audio, video and data) ü Dịch vụ đa chiều ü PVR ü PPV ü VoD ü Dịch vụ download video ü Dịch vụ download nội dung ü Nội dung có nguồn gốc khách hàng ü Nội dung quảng bá có nguồn gốc khách hàng ü Phát thanh ü Nhạc theo yêu cầu và sách audio ü Hình ảnh ü Học từ xa VoD ü Học từ xa tương tác ü Game theo yêu cầu ü Game nhiều người chơi ü Thông tin từ xa (tin tức, thời tiết, giao thông…) ü Hội nghị từ xa (ngân hàng, chứng khoán, mua sắm, bán vé, bán đấu giá, sự kiện…) ü Truyền thông dữ liệu từ xa (SMS, email…) ü Truyền thông dữ liệu tương tác (messenger, chat) ü Đàm thoài từ xa (VoIP, video phone...) ü Dữ liệu giải trí từ xa (album hình ảnh, xổ số, blog,...) ü Giải trí từ xa VOD (karaoke) ü Bảng 3.5: Các dịch vụ IPTV điển hình và các lớp QoS tương ứng Mỗi dịch vụ của IPTV có những yêu cầu QoS khác nhau, vì vậy việc đối xử với dữ liệu của các dịch vụ này cũng phải khác nhau nhằm cung cấp chất lượng tốt nhất và tận dụng tốt tài nguyên mạng. 3.2.2. Đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV: Đối với IPTV giai đoạn hiện tại, các dịch vụ chủ yếu đước triển khai là dịch vụ liên quan đến video, do đó, chất lượng dịch vụ IPTV có thể được đánh giá qua việc đo lường chất lượng các dịch vụ này. Việc đo lường QoS ngoài việc đánh giá chất lượng dịch vụ còn có ý nghĩa quan trọng hơn là giúp theo dõi, phát hiện, định vị và xử lý khi có sự cố xảy r