Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính: Nghiên cứu công nghệ Streaming và ứng dụng trong thiết bị di động

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

NGUYỄN ĐĂNG ĐẠT

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ STREAMING VÀ ỨNG DỤNG TRONG THIẾT BỊ DI ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Thái Nguyên 2015

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

NGUYỄN ĐĂNG ĐẠT

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ STREAMING VÀ ỨNG DỤNG TRONG THIẾT BỊ DI ĐỘNG Chuyên Ngành : Khoa Học Máy Tính

Mã số : 60 48 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Lê Quang Minh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Thái Nguyên 2015

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

- Luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

- Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực.

- Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.

Tác giả

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Nguyễn Đăng Đạt

ii

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ................................................................................ iv CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT .................................................................................... vi MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1

CHƢƠNG 1.GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ STREAMING VÀ TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG MOBILE TV………………………………………..4 1.1 Giới thiệuchungvề công nghệ Streaming ................................................................ 4 1.2 Tổng quan về truyền hình di động Mobile TV ...................................................... 6 1.2.1 Truyền hình di động Mobile TV ................................................................. 6 1.2.2 Các tiêu chuẩn Mobile TV .......................................................................... 8 1.2.3 Một số tài nguyên đối với Mobile TV ......................................................... 9 1.2.4 Công nghệ Broadcast và Unicast đối với Mobile TV ................................. 9 1.2.5 Mobile TV sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng .................................. 10 1.3 Quá trình Video Streaming và Mobile Multimedia ............................................. 11 1.3.1 Quá trình Video Streaming ........................................................................ 11 1.3.2 Mobile Multimedia .................................................................................... 16 1.3.3 Các phần tử của Mobile Multimedia ......................................................... 16 1.4 Các loại tệp định dạng Video Streaming và phần mềm xem Video .................. 17 1.4.1 Các loại tệp định dạng Video Streaming ................................................... 17 1.4.2 Phần mềm xem Video của một số hãng .................................................... 19

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

CHƢƠNG 2.MÔ HÌNH KIẾN TRÚC HẠ TẦNG KỸ THUẬT CHOSTREAMING TRÊN THIẾT BỊ DI ĐỘNG…………………………….. 22 2.1 Kiến trúc ứng dụng .................................................................................................. 22 2.2 Mô hình phân lớp ..................................................................................................... 23 2.2.1 Phân hệ Web, WAP ................................................................................... 23 2.2.2 Phân hệ người dùng cuối (Mobile Client) ................................................. 24 2.2.3 Phân hệ Web cho người dùng (Frontend) ................................................. 25 2.2.4 Phân hệ Module dịch vụ MobileTV .......................................................... 26 2.2.5 Phân hệ Streaming ..................................................................................... 26 2.2.6 Phân hệ Xử lý media (Media Process) ...................................................... 29 2.2.7 Phân hệ Quản lý giám sát .......................................................................... 30 2.3 Kiến trúc dữ liệu ...................................................................................................... 31 2.3.1 Các thành phần dữ liệu chính .................................................................... 31 2.3.2 Kiến trúc trao đổi dữ liệu với các hệ thống khác ...................................... 32 2.4 Kiến trúc vật lý (Cơ sở hạ tầng) ............................................................................. 33 2.5 Các giải pháp kiến trúc khác .................................................................................. 35

iii

2.5.1 Kiến trúc bảo mật ...................................................................................... 35 2.5.2 Kiến trúc sao lưu và phục hồi dữ liệu ........................................................ 35 2.5.3 Các giải pháp đối với các yêu cầu đặc biệt khác ....................................... 36 2.6Xây dựng kiến trúc hệ thống Streaming ................................................................ 36 2.6.1 Mô hình tổng quan hệ thống streaming ..................................................... 36 2.6.2 Phân hệ mã hóa video – mã hóa không trực tuyến (offline encoder) ........ 37 2.6.3 Phân hệ mã hóa trực tuyến (live encode) .................................................. 40 2.6.4 Phân hệ RTSP streaming ........................................................................... 43 2.6.5 Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http adaptive streaming ........ 47 2.6.6 Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http smooth streaming.......... 49 2.6.7 Mô hình quy hoạch mạng .......................................................................... 49 2.6.8 Mô hình cân bằng tải hệ thống .................................................................. 50 2.6.9 Mô hình triển khai hệ thống ...................................................................... 51

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

CHƢƠNG 3.ÁP DỤNG HỆ THỐNG STREAMING CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG SỬ DỤNG HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID………………………………………..53 3.1 Giới thiệu hệ thống Streaming Server ................................................................... 53 3.2 Các hệ thống Server Streaming phổ biến .............................................................. 54 3.3 Phân tích yêu cầu ..................................................................................................... 54 3.3.1 Yêu cầu người dùng .................................................................................. 54 3.3.2 Yêu cầu hệ thống ....................................................................................... 55 3.4 Những khó khăn ....................................................................................................... 55 3.5 Giải pháp triển khai 2 Module Vod và Live ......................................................... 55 3.5.1 Module Vod của Wowza Streaming ......................................................... 56 3.5.2 Module Live của Wowza Streaming ......................................................... 64 3.6 Chạy thử và đối chiếu với một số yêu cầu đề ra .................................................. 71 3.6.1 Tìm kiếm ................................................................................................... 71 3.6.2 Cập nhập .................................................................................................... 72 3.6.3 Streaming ................................................................................................... 72 3.6.4 Hướng dẫn cài đặt ...................................................................................... 74 3.6.5 Một số vấn đề ............................................................................................ 75 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 77

iv

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 1-1: Mô hình Streaming ..................................................................................... 5

Hình 1-2: Hệ thống Video chia làm 6 khối ................................................................. 13

Hình1-3: Quick Time .................................................................................................. 20

Hình1-4: Windows Media .......................................................................................... 21

Hình 2-1: Kiến trúc tổng thể hệ thống ........................................................................ 22

Hình 2-2: Mô hình phân lớp phân hệ Web, WAP ...................................................... 23

Hình 2-3: Mô hình phân lớp phân hệ Người dùng cuối. ............................................ 24

Hình 2-4: Mô hình phân lớp phân hệ Web Frontend. ................................................. 25

Hinh 2-5: Mô hình phân lớp phân hệ Mô đun dịch vụ MobileTV. ............................ 26

Hình 2-6: Mô hình phân lớp phân hệ streaming. ........................................................ 27

Hinh 2-7: Mô hình phân lớp phân hệ Xử lý media (Media Process). ........................ 29

Hình 2-8: Mô hình phân hệ Quản lý giám sát. ........................................................... 31

Hình 2-9: Các thành phần dữ liệu hệ thống ................................................................ 32

Hinh 2-10: Kiến trúc vật lý hệ thống .......................................................................... 34

Hinh 2-11: Mô hình tổng quan hệ thốngstreaming ..................................................... 37

Hinh 2-12:Các Module của phân hệ mã hóa VOD ..................................................... 38

Hình 2-14: Biểu đồ luồng phân hệ mã hóa trực tuyến (live encoder) ........................ 42

Hinh 2-15: Xác thực yêu cầu ...................................................................................... 43

Hinh 2-16: Mô hình luồng dữ liệu VOD Streaming ................................................... 44

Hình 2-17: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ VOD Streaming ...................................... 45

Hinh 2-18: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ xem truyền hình (Live Streaming) ......... 46

Hình 2-19: Module đáp ứng yêu cầu .......................................................................... 48

Hình2-20: Mô hình luồng dữ liệu Live Streaming ..................................................... 49

Hinh 2-21: Mô hình quy hoạch mạng ......................................................................... 50

Hình2-22: Mô hình cân bằng tải ................................................................................. 51

Hình 2-23: Mô hình triển khai .................................................................................... 52

Hình 3-1: Khả năng tự điều chỉnh chất lượng video dựa theo tốc độ mạng và theo

thiết bị đầu cuối ......................................................................................... 53

Hình 3-2: Hai chức năng chính của Wowza Streaming là Live và Vod .................... 54

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 3-3: Mô hình hoạt động của phần mềm ............................................................. 56

v

Hình 3-4: Các chức năng của phần mềm học tiếng Anh ............................................ 58

Hình 3-5: danh sách Video được lấy về từ website quản lý bài học .......................... 59

Hình 3-6: xem Video được streaming từ module Vod của Wowza server................. 60

Hình 3-7: Giao diện quản lý Vod ............................................................................... 62

Hình 3-8: Cấu hình các giao thức hỗ trợ .................................................................... 63

Hình 3-9: Cấu hình bảo mật ........................................................................................ 64

Hình 3-10: mô hình hoạt động của phần mềm DemoLive ......................................... 65

Hình 3-11: Đăng ký tài khoản .................................................................................... 67

Hình 3-12: Thư viên Video Streaming ....................................................................... 67

Hình 3-13: xem hình ảnh được truyền từ camera lên Wowza thông qua trình duyệt. ...... 70

Hình 3-14: Video thu được từ Camera trên điện thoại ............................................... 70

Hình 3-15: lựa chọn chất lượng Video truyền lên server ........................................... 71

Hình 3-16: Xem hình ảnh Live camera thông qua phần mềm VLC player................ 71

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 3-17: Tìm kiếm Video. ...................................................................................... 72

vi

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Tiếng Anh

Thuật ngữ Định nghĩa

VOD Video on demand – Video được khách hàng yêu cầu

SMPP Short Message Peer to Peer – Tin nhắn được đẩy từ hệ

thống MobileTV đếm sms gateway để gửi tới cho khách

hàng

LIVETV Các kênh Chương trình truyền hình được phát trên hệ

thống.

SMSC Tổng đài quản lý tin nhắn

iVTSS Mô đun streaming cho iPhone/iPad

Offline encoder Mô đun mã hóa tệp video cho các dòng điện thoại di động 3G

Live encoder Mô đun mã hóa tín hiện truyền hình thành các tín hiệu phú

hợp với các dòng điện thoại di động 3G

DSS Darwin máy chủ chạy Streaming – Một open source phục

vụ cho việc phát triển VTSS mô đun, làm nhiệm vụ phân

phát tín hiệu tới các máy điện thoại 3G

VTSS Mô đun Streaming cho các dòng điện thoại sử dụng giao

thức RTSP để nhận tín hiệu media.

CMS Content management system – Hệ thống quản trị nội dung

cho phép người quản trị quản lý hệ thống

MVC Model – View – Controller: Mô hình phát triển phầm mềm

Wap/Wapsite Trang dành cho di động thực hiện truy cập vào hệ thống

MobileTV Service Cung cấp các API giao tiếp với cơ sở dữ liệu cho các mô

đun trong hệ thống

SMS service Cung cấp các API giao tiếp với sms gateway

Media Process Khối mã hóa – giản mã tín hiệu để chuyển thành luồng tín

hiệu đến khối Streaming. Gồm có offline encoder và live

encoder.

Streaming Là khối thực hiện giao tiếp với client thực hiện gửi tín hiệu

media đến client.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

HLR Home location register - Thực hiện nhận dạng thuê bao

vii

Thuật ngữ Định nghĩa

2G/3G

M&M Server Mô đun thực hiện giám sát các mô đun trong hệ thống rồi

ghi log cảnh báo

M&M Client Thực hiện đọc log cảnh báo của M&M Server rồi thực hiện

gửi tin nhắn cảnh báo tới người vận hành hệ thống khi có

sự cố.

Administrator Người quản trị hệ thống

Content Provider Nhà cung cấp nội dung số cho hệ thống

Profile Thông tin về các chuẩn mã hóa (codec) của các dòng máy

điên thoại

BCCS Billing and custumer care system – Hệ thống trừ tiền khách

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

hàng.

1

MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề

Hiện nay, mạng viễn thông di động công nghệ streaming đã phát triển chín

muồi trên toàn thế giới. Tính trên toàn thế giới, đến cuối năm 2010, số lượng thuê bao di

động ước tính vào khoảng trên 5 tỷ, trong đó số lượng thuê bao cũng hơn 500 triệu và con

số này đang có xu hướng tăng lên nhanh chóng. Song hành với sự tăng trưởng này là nhu

cầu sử dụng các dịch vụ giá trị gia tăng ứng dụng trên hạ tầng mạng di động của thuê bao.

Cùng với dịch vụ truy nhập Internet (mobile Internet), Cuộc gọi thấy hình (Video Call),

VoIP và Chat (IM), thì dịch vụ Truyền hình streaming (Streaming Video) là một trong

những dịch vụ được nhiều thuê bao di động quan tâm và sử dụng.

Theo khảo sát, dịch vụ Truyền hình streaming (Video Streaming) là một trong

những dịch vụ phổ biến tại Mỹ với các nhà khai thác như Cingular, Alltel, tại Canada

có Bell Canada, Rogers và TELUS Mobility, tại Vương Quốc Anh với Orange

UK,v.v…với hơn 40 kênh như truyền trực tiếp cũng như Video theo yêu cầu. Doanh

thu mang lại từ loại hình dịch vụ này cũng đáng kể, ngay từ những năm 2006, dịch vụ

này đã có giá thuê bao là 9,99 USD/1 tháng, giá này có thể tăng lên tùy thuộc vào tốc

độ tải dữ liệu đăng ký. Các kênh trong dịch vụ này bao gồm MSNBC, ABC News

Now, CNN, Fox News, Fox Sports, ESPN 3GTV, CNBC, CSPAN, kênh Discovery,

TLC và một số các kênh khác.

Các tổ chức tiêu chuẩn hóa trên thế giới như ISO/IEC, ITU-T, ETSI cũng đã và

đang nghiên cứu, xuất bản nhiều tiêu chuẩn liên quan đến dịch vụ truyền hình streaming.

Viễn thông Việt Nam đã đến giai đoạn bão hòa về số lượng thuê bao cùng với

đó là sự phát triển rầm rộ của các dịch vụ giá trị gia tăng VAS. Hiện nay các công ty

viễn thông lớn ở Việt Nam đã được cấp phép để cung cấp dịch vụ 3G cho khách

hàng, mở ra cho người dùng khả năng truy xuất với băng thông rộng hơn, dung lượng

đường truyền cao hơn. Vấn đề đặt ra là người dùng sẽ được hưởng những dịch vụ

mới gì khi sử dụng mạng 3G. Các công ty viễn thông đều có chiến lược xây dựng nội

dung và phát triển các dịch vụ VAS trên mạng 3G như: Xem TV, xem phim, nghe

nhạc. Video Call … để đáp ứng nhu cầu của khách hàng.

Hệ thống truyền hình di động Streaming là một trong những dự án chiến lược

của các nhà cung cấp dịch vụ 3G. Mục tiêu của dự án là phát triển hệ thống hoàn

chỉnh cho phép người dùng xem LiveTV, VOD, Radio, Istory… cùng với hệ thống

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

quản lý, giám sát và vận hành hệ thống đáp ứng nhu cầu của người dùng cuối và

2

khách hàng.

Hệ thống Streaming bao gồm các phân hệ mã hóa video – offline encode, và

mã hóa trực tuyến - live encode và các phân hệ streaming theo giao thức rtsp/http,

tiến trình giám sát hệ thống. Hệ thống streaming xây dựng nhằm mục đích phân phối

các nội dung số bao gồm cả Video và Kênh LiveTV đảm bảo phục vụ được tất cả

khách hàng với các thiết bị di động khác nhau trên thị trường với chất lượng tốt nhất

theo băng thông mạng 3G.

Với ý nghĩa đó, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu công nghệ Streaming và ứng

dụng trong thiết bị di động” để làm đề tài luận văn tốt nghiệp.

Mục đích nghiên cứu

Việc thực hiện đề tài nói trên nhằm đạt được các mục đích sau:

 Nghiên cứu các chuẩn mã hóa - code cho các thiết bị di động, các chuẩn

giao tiếp cho streaming theo giao thức rtsp, http.

 Nghiên cứu các thư viện encode open source và các streaming

 Nghiên cứu, xây dựng nền tảng streaming để trở thành nền tảng cho các

dịch dịch vụ VAS khác.

 Xây dựng mô hình tổng quát hệ thống streaming, mô hình giao tiếp của các

phân hệ trong hệ thống streaming và của hệ thống streaming với các phân hệ khác

bên ngoài hệ thống streaming.

 Trên cơ sở nghiên cứu nền tảng streaming để có những cải tiến hệ thống để

nâng cao hiệu năng và tính năng mới cho hệ thống.

 Xây dựng mô hình để đề mô ứng dựng cho thiết bị di động (phần mềm học

tiếng Anh).

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

a) Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài chủ yếu liên quan đến việc xây dựng và phát

triển nền tảng streaming cho các dịch vụ giá trị gia tăng VAS như:

 Xây dựng kiến trúc ứng dụng

 Xây dựng kiến trúc dữ liệu

 Xây dựng kiến trúc vật lý

 Xây dựng mô hình triển khai

 Tích hợp hệ thống

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

 Các giải pháp đề xuất

3

b) Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài chủ yếu tập trung vào dịch vụ truyền hình di động.

Vì đây là dịch vụ mang nhiều nền tảng công nghệ streaming nhất. Các dịch vụ VAS khác

thường là tập con của dịch vụ này bằng cách bớt đi các tính năng của dịch vụ này.

Phƣơng pháp nghiên cứu

Nghiên cứu nền tảng công nghệ Streaming của hệ thống. Sử dụng tổng hợp các

phương pháp phân tích thống kê, chuyên gia, tổng hợp, trên cơ sở sử dụng số liệu

thống kê và tư liệu của ngành viễn thông nói chung và VAS nói riêng để phân tích,

đánh giá, rút ra kết luận cho vấn đề nghiên cứu.

Những đóng góp của luận văn

Tổng kết và hệ thống hóa các vấn đề lý luân liên quan đến đề tài. Vận dụng lý

luận vào phân tích hệ thống streaming từ đó đưa ra các chỉ số hệ thống.

Mô tả luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn được chia thành 3

chương:

Chƣơng 1: Giới thiệu về công nghệ Streaming và tổng quan về truyền

hình di động Mobile TV

 Giới thiệu chung về công nghệ Streaming

 Tổng quan về truyền hình di động Mobile TV

 Quá trình Video Streaming và Mobile Multimedia

 Các loại tệp định dạng Video Streaming và phần mềm xem Video

Chƣơng 2: Mô hình kiến trúc hạn tầng kỹ thuật cho Streaming trên thiết

bị di động

 Kiến trúc ứng dụng

 Kiến trúc dữ liệu

 Kiến trúc vật lý

 Một số phương thức phân luồng Video

 Xây dựng kiến trúc hệ thống streaming

Chƣơng 3: Áp dụng xây dựng hệ thống xem video trực tuyến trên hệ điều

hành Android.

 Tổng quan các nghiệp vụ bài toán, khái quát các đặc điểm hệ thống

 Cài đặt thử nghiệm và đưa ra kết quả

Kết luận và kiến nghị

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

 Tổng kết các vấn đề

4

 Đưa ra đề xuất hướng phát triển tiếp theo, ứng dụng, cải tiến

Tài liệu tham khảo

CHƢƠNG 1.

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ STREAMING VÀ TỔNG QUAN VỀTRUYỀN

HÌNH DI ĐỘNG MOBILE THÀNH VIÊN

1.1 Giới thiệuchungvề công nghệ Streaming

Video là một loại dữ liệu đa phương tiện, chủ yếu phục vụ cho truyền thông

hoặc cho nhu cầu giải trí của con người trong nhiều thập niên.Trong thời kỳ đầu

video được xử lý và truyền dưới dạng tín hiệu tương tự (analog).Với sự phát triển

không ngừng của mạch điện tử và máy tính dẫn đến số hóa Video và mở ra một cuộc

cách mạng về nén và truyền thông Video.Sự phát triển và phổ biến của Internet giữa

những năm 90 đã định hướng truyền thông Video qua mạng chuyển mạch gói best –

effort. Video qua mạng Internet gặp phải rất nhiều yếu tố bất lợi về băng thông, độ trễ

và mất gói tin, cùng với một số vấn đề như làm thế nào để chia sẻ tài nguyên mạng

giữa các luồng hay làm thế nào có thể triển khai hiệu quả phương thức truyền thông

một – nhiều. Từ đó đã có rất nhiều giải pháp được nghiên cứu và phát triển nhằm

khắc phục những vấn đề này. Video Streaming được định nghĩa là một “dòng chảy”

video, nghĩa là dữ liệu Video được truyền liên tục từ một nguồn đến một đích nào đó

thông qua Internet.

Video Streaming thường được sử dụng trong lĩnh vực giải trí hoặc dạy học,

dùng để lưu trữ các tập tin Video hoặc các bài học, cung cấp cho người dùng các tiện

ích như tìm kiếm, liệt kê và khả năng hiển thị hoặc hiển thị lại các dữ liệu Video theo

yêu cầu.Với các định dạng tập tin Video truyền thống, dữ liệu chỉ có thể hiển thị khi

đã được tải về (download) toàn bộ, vì vậy đối với các tập tin Video chất lượng cao có

dung lượng lớn thì công việc này sẽ tiêu tốn rất nhiều thời gian. Video Streaming tiết

kiệm thời gian cho người dùng bằng cách sử dụng các công nghệ giải nén kết hợp với

hiển thị dữ liệu đồng thời trong lúc vẫn tiếp tục tải Video về.

Quá trình này được gọi là kỹ thuật đệm (buffering):

- Thay vì được gửi một lần duy nhất, dữ liệu Video Streaming sẽ được

chiathành từng gói nhỏ, sau đó liên tục truyền những phần được chia ra.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

- Ban đầu bên nhận sẽ lấy về một phần chia nhỏ của dữ liệu Video và hiển thị

5

những phần Video đã nhận được, đồng thời trong lúc hiển thị các gói dữ liệucòn lại sẽ

lần lượt được lấy về để kịp cho việc hiển thị tiếp theo.

Hình 1-1: Mô hình Streaming

Video Streaming được thể hiện dưới hai dạng:

- Video theo yêu cầu (on demand): là các dữ liệu Video được lưu trữ trên

máy chủ đa phương tiện và được truyền đến người dùng khi có yêu cầu, ngườidùng

có toàn quyền để hiển thị cũng như thực hiện các thao tác (tua, dừng,quay lại…) với

các đoạn dữ liệu này.

- Video thời gian thực (live event): là các dữ liệu Video được biến đổi trực

tiếp từ các nguồn cung cấp dữ liệu theo thời gian thực (máy camera, microphone,thiết

bị phát dữ liệu Video…).

Streaming Video tiết kiệm thời gian cho người dùng bằng cách sử dụng các

công nghệ giải nén kết hợp với “phần mềm đa phương tiện” hiển thị dữ liệu đồng thời

với quá trình download (diễn ra song song). Quá trình này được gọi là buffering và có

thể được diễn giải là thay vì được gửi một lần duy nhất dữ liệu Streaming sẽ được

truyền đi thành các gói nhỏ. Ban đầu “phần mềm đa phương tiện” sẽ lấy về một phần

chia nhỏ đó của dữ liệu video trước khi hiển thị, đồng thời trong lúc hiển thị các gói

dữ liệu còn lại sẽ lần lượt được lấy về để kịp cho việc hiển thị tiếp theo.

Việc truyền các Streaming Video, Audio qua mạng internet sẽ phụ thuộc rất

nhiều vào các sản phẩm phần mềm dành cho máy chủ Video/Audio Streaming và

máy người dùng Streaming. Trong những năm gần đây có rất nhiều các chuẩn công

nghệ Streaming được phát triển với các “phần mềm đa phương tiện”: Emblaze,

Liquid Audio, Macromedia Shockwave, Microsoft Windows Media, RealNetworks

RealMedia, VDOLive, Vosiac, Audioactive, Apple QuickTime. Một vấn đề lớn được

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

đặt ra cùng với sự phát triển của các công nghệ streaming là sự gia tăng của các định

6

dạng dữ liệu riêng và sự không tương thích của chúng. Hiện tại các định dạng

Video/Audio Streaming chỉ giới hạn bởi ba công ty được coi là dẫn đầu trong công

nghệ Streaming với các sản phẩm: Apple với QuickTime, RealNetworks với

RealMedia, và Microsoft với Windows Media. Các hãng này đều cung cấp các bộ

công cụ trọn gói gồm máy chủ Streaming (lưu trữ, truyền phát dữ liệu theo các giao

thức hỗ trợ ...), “phần mềm đa phương tiện” (hiển thị dữ liệu tại phía người dùng), và

công cụ kiến tạo dữ liệu với các chuẩn nén.

Công nghệ Streaming sử dụng các giao thức RTP, MMS, HTTP…. để truyền

dữ liệu qua mạng Internet, đồng thời sử dụng các chuẩn nén để giảm dung lượng dữ

liệu, cung cấp khả năng nén dữ liệu tại nhiều mức nén, nhiều kích thước hiển thị để

có thể phù hợp với độ rộng băng thông của nhiều mạng truyền dẫn để tối ưu hoá việc

truyền dữ liệu qua mạng.

1.2 Tổng quan về truyền hình di động Mobile TV

1.2.1 Truyền hình di động Mobile TV

Truyền hình di động (Mobile TV) là công nghệ mã hoá và truyền dẫn các

chương trình truyền hình hoặc Video để có thể thu được trên các thiết bị di động như điện

thoại di động, các thiết bị hỗ trợ số cầm tay (PDA), các thiết bị đa phương tiện vô tuyến, các

máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di động. Đối với Mobile TV, người xem

có thể truy nhập các chương trình truyền hình trong khi di chuyển. Các chương trình truyền

hình có thể được truyền tải dòng (Streaming) tới máy di động để xem ở tốc độ giống như khi

được phát hoặc các chương trình có thể được xem với trễ thời gian hoặc có thể được ghi lại

toàn bộ giống như băng cassette Video hoặc đĩa DVD. Mobile TV không chỉ cho phép

truyền dẫn một chiều thông thường mà còn cho phép truyền tín hiệu truyền hình tương tác

nhờ sử dụng các kênh phản hồi cung cấp bởi mạng tế bào. Các chương trình có thể được

phát ở chế độ quảng bá (broadcast) trong một vùng phủ sóng hoặc phát tới một người sử

dụng theo yêu cầu (chế độ unicast) hoặc có thể phát tới một nhóm người sử dụng (chế

độmulticast).

Các công nghệ truyền hình truyền thống được thiết kế đối với các máy thu cố định,

có kích thước màn hình lớn trong đó công suất tiêu thụ không là vấn đề quan trọng. Trong

khi đó các máy thu di động có công suất pin hạn chế, kích thước màn hình nhỏ, anten nhỏ

được tích hợp ở bên trong máy và có bộ nhớ giới hạn, hơn nữa máy thu có thể chuyển động

với tốc độ lên tới 200 km/h. Do đó, Mobile TV là công nghệ được thiết kế để đáp ứng được

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

các yêu cầu truyền dẫn tín hiệu truyền hình trong môi trường vô tuyến di động có băng

7

thông hạn chế, máy thu đầu cuối di động có công suất pin tiêu thụ nhỏ kích thước màn hình

nhỏ, và giới hạn về tốc độ làm tươi . Các ảnh hưởng quan trọng của môi trường vô tuyến di

động bao gồm truyền dẫn đa đường, fading, và hiệu ứng Doppler; trong khi đó hạn chế của

máy thu di động là công suất pin nhỏ và anten tích hợp bên trong có độ tăng ích nhỏ. Các

công nghệ Mobile TV đã được phát triển để khắc phục các hạn chế của môi trường truyền

dẫn tín hiệu truyền hình di động cũng như các hạn chế của máy thu tín hiệu truyền hình di

động nói trên. Các yêu cầu về mặt công nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình di

động là:

- Truyền dẫn theo khuôn dạng lý tưởng phù hợp với các thiết bị truyền hình di động,

ví dụ các độ phân giải QCIF (176 X 144 pixels), CIF (352 X 288 pixels),hoặc QVGA (320

X 240 pixels) với mã hoá hiệu quả cao;

- Công nghệ tiêu thụ công suất thấp;

- Thu nhận tín hiệu ổn định khi di động;

- Chất lượng hình ảnh rõ nét mặc dù bị tổn hao tín hiệu do fading và hiệu

ứng đa đường;

- Hỗ trợ di động ở tốc độ lên tới 250 km/h hoặc cao hơn;

Hiện nay có hai phương pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động.Phương

pháp thứ nhất là phát qua mạng tế bào hai chiều và phương pháp thứ hai là phát qua mạng

quảng bá dành riêng, một chiều. Mỗi phương pháp có các ưu nhược điểm riêng:

- Phát tín hiệu truyền hình qua mạng tế bào có ưu điểm là sử dụng được cơ

sở hạ tầng mạng đã được thiết lập, do đó sẽ giảm chi phí triển khai. Đồng thời, nhà khai thác

đã có sẵn thị trường truy nhập tới các thuê bao hiện tại, các thuê bao này chỉ cần đăng ký

dịch vụ truyền hình di động mà họ muốn sử dụng.Nhược điểm chính khi phát tín hiệu truyền

hình qua các mạng tế bào (2G hoặc 3G) là vấn đề băng thông hạn chế, điều này có thể làm

giảm chất lượng các dịch vụ thoại truyền thống. Tốc độ dữ liệu cao của truyền hình di động

có thể làm giảm dung lượng của mạng tế bào. Hơn nữa để thu được tín hiệu truyền hình di

động máy đầu cuối cũng cần được thay thế và thiết kế lại (các vấn đề như kích thước màn

hình, cường độ tín hiệu thu, công suất pin và khả năng xử lý là các vấn đề cần xem xét khi

thiết kế máy thu). Nhiều nhà khai thác dịch vụ di động 2G và hầu hết các nhà cung cấp dịch

vụ 3G đang cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và dòng truyền tải video. Các dịch vụ này

phát ở chế độ unicast với dung lượng truyền dẫn giới hạn và được xây dựng trên nền các

công nghệ sử dụng hệ thống tế bào như GSM , WCDMA hoặc CDMA2000. Một ví dụ về

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

công nghệ được thiết kế trên nền mạng 3G là công nghệ phát dịch vụ broadcast và multicast

8

đa phương tiện (M BM S), hệ thống này có thể hoạt động ở chế độ unicast hoặc multicast.

MBMS được thiết kế bởi dự án hiệp hội 3G (3GPP) để phát các dịch vụ truyền hình di

động qua mạng GSM và mạng WCDMA. M BMS hoạt động ở băng thông 5 M Hz

WCDMA, hỗ trợ sáu dịch vụ truyền tải dòng quảng bá thời gian thực, song song, mỗi

dịch vụ có tốc độ 128 kbit/s, trên kênh vô tuyến có băng thông 5 MHz.

- Các hệ thống Mobile TV dành riêng được thiết kế để tối ưu hoá sự phân

phát tín hiệu truyền hình di động. Các hệ thống này có thể phát trên mặt đất, phát

qua vệ tinh hoặc kết hợp cả mặt đất và vệ tinh. Một trong những ưu điểm chính của các hệ

thống Mobile TV dành riêng là nội dung Mobile TV có thể được phát quảng bá tới nhiều

người sử dụng đồng thời. Nhược điểm của các hệ thống này là yêu cầu đầu tư đáng kể vào

cơ sở hạ tầng mạng và các lựa chọn nội dung bị hạn chế.

Các công nghệ Mobile TV cạnh tranh nhau để đạt được thị phần chia sẻ thị như vậy,

Mobile TV được phân loại thành Mobile TV dựa trên các mạng 3G, các mạng quảng bá mặt

đất và vệ tinh, và các mạng vô tuyến băng rộng. Đối với mạng 3G, các dịch vụ được chia

thành chế độ quảng bá, multicast và chế độ unicast. Tất cả các công nghệ trên đều đang tiếp

tục được phát triển do sự phát triển của các dịch vụ truyền hình di động.

1.2.2 Các tiêu chuẩn Mobile TV

Mobile TV có khoảng trên 30 loại khuôn dạng file âm thanh gồm dạng các

file đơn giản có đuôi .wav, .mpg, Real, QuickTime, Windows M edia 9 và các khuôn dạng

file khác. Video có khoảng 25 khuôn dạng khác nhau từ các file Video không nén đến file

nén có khuôn dạng M PEG-4, M PEG-4-AVC/H.264. Video có thể có một dải rộng độ phân

giải, kích thước khung và tốc độ. Các tiêu chuẩn được sử dụng làm nền tảng chung cho việc

phân phát các dịch vụ Mobile TV. Các tiêu chuẩn có thể khác nhau dựa trên công nghệ

nhưng đã đạt được sự thống nhất chung. Điều này đòi hỏi các nhóm phải làm việc cùng

nhau. Các nhóm này bao gồm các nhà thiết kế chip, các nhà chế tạo để vận hành hệ thống,

các nhà thiết kế phần mềm ứng dụng, các nhà thiết kế và sản xuất máy đầu cuối, các nhà

phát triển phần mềm, cộng đồng quảng bá tín hiệu truyền hình, các nhà khai thác mạng 3G,

và các nhà khai thác tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh. Ngoài ra, việc tiêu chuẩn hoá

cũng liên quan đến ngành công nghiệp chế tạo nội dung để thiết kế nội dung âm thanh và

Video cho các máy đầu cuối di động, ngành công nghiệp di động tế bào để thiết lập các hệ

thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động và nhiều ngành công nghiệp khác. Các tiêu

chuẩn Mobile TV được tổng kết trong khuyến nghị ITU-R BT.1833, ngoài các tiêu chuẩn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

trong khuyến nghị này, còn có các công nghệ truyền hình di động đã được tiêu chuẩn hoá và

9

được triển khai ở nhiều nước trên thế giới như công nghệ VSB tiên tiến, hệ thống quảng bá

đa phương tiện di động ở Trung Quốc (CMM B).

1.2.3 Một số tài nguyên đối với Mobile TV

Đối với Mobile TV, một nguồn tài nguyên chung quan trọng là phổ tần số. ỞAnh và

Mỹ phổ tần số dành cho truyền hình truyền thống nằm trong dải VHF vàUHF.Ở Anh công

ty BT Movio đã sử dụng phổ tần dành cho quảng bá âm thanhsố(DAB) để phát tín hiệu

truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn DAB-IP.Ở HànQuốc phổ tần DAB dành cho các

dịch vụ vệ tinh được sử dụng để phát dịch vụtruyền hình di động theo khuôn dạng tín

hiệu quảng bá đa phương tiện số qua vệtinh (DM B-S). Hàn Quốc cũng cho phép sử

dụng phổ tần VHF đểcung cấp dịch vụtruyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá

đa phươngtiện số mặt đất (DVBT). Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các

máycầm tay (DVB-H) là mộttiêu chuẩn được thiết kế sử dụng các mạng DVB-T đểphát

các dịch vụ DVB-H vàsử dụng chung phổ tần của DVB-T. Ở Mỹ, Modeo,nhà khai thác

DVB-H, đã thiếtlập một mạng hoàn toàn mới dựa trên DVB-H sửdụng băng tần L ở

1670 MHz;HiWire, một nhà khai thác khác sử dụng phổ tần700 MHz để phát dịch vụ

DVB-H.

1.2.4 Công nghệ Broadcast và Unicast đối với Mobile TV 1.2.4.1 Công nghệ Broadcast

Công nghệ cung cấp tới nhiều người sử dụng cùng nội dung ở cùng thời

điểm được gọi là broadcast, ví dụ như sự quảng bá tín hiệu truyền hình tươngtự và

radio. Công nghệ này có tính cá nhân thấp vì tất cả người sử dụng đềuthuđược cùng

nội dung. Tuy nhiên, công nghệ này phù hợp với thị trường vì không bịhạn chế kỹ

thuật về số lượng người sử dụng có thể thu nội dung ở cùng thời điểm.Các công nghệ

quảng bá phát tín hiệu truyền hình di động gồm: MBMS,DMB-T, DM B-S, DVB-H,

ISDB-T, ISDB-S, DAB, DAB-IP và MediaFLO. Nhưvậy, công nghệ quảng bá được

sử dụng tốt nhất để phân phát hiệu quả các kênhtruyền hình phổ biến tới số lượng lớn

người sử dụng trong một vùng địa lý nhấtđịnh.

1.2.4.2 Công nghệ Unicast

Công nghệ cung cấp tín hiệu truyền hình di động theo chế độ một-tới-một

được gọi là unicast. Công nghệ này có tính cá nhân cao vì mỗi người sử dụng chỉ xem

dòng truyền tải Unicast của mình.Unicast cũng có ưu điểm là các nguồntàinguyên

mạng chỉ được sử dụng khi một người sử dụng kích hoạt việc sử dụng dịchvụ.Hơn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

nữa, với Unicast, mạng có thể tối ưu về mặt truyền dẫn đối với mỗi ngườisử dụng

10

đơn lẻ. Tuy nhiên các mạng Unicast bị hạn chế về số lượng người sử dụngđược hỗ trợ

bởi vì nguồn tài nguyên là hữu hạn vì băng thông hạn chế. Ví dụ, truyềntải dòng

video của một sự kiện thể thao như bóng đá, bóng chuyền… có thể đượclựa chọn bởi

hàng trăm nghìn người sử dụng, điều này làm cho nguồn tài nguyênmạng bị cạn

kiệt.Các tốc độ truyền dẫn ở các mạng tế bào UMTS điển hình là 64kbps (chuyển

mạch kênh, CS), hoặc 220-320 kbps (chuyển mạch gói, PS). Cácmạng GPRS cung

cấp tốc độ trong khoảng 30-40 kbps (PS), các mạng EDGE có tốcđộ điển hình trong

khoảng 100-130 kbps (PS) và HSDPA có thể đạt tốc độ từ 550-1100 kbps (PS). Mặc

dù bị giới hạn về băng thông, công nghệ Unicast phù hợp choviệc cung cấp dịch vụ

video theo yêu cầu và sự tương tác cho các dịch vụ truyềnhình di động.

1.2.5 Mobile TV sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng 1.2.5.1 Mobile TV sử dụng công nghệ Wifi

Các mạng WiFi (802.11x) đã trở nên phổ biến trong việc cung cấp dịch vụ

truy nhập Internet. Các mạng WiFi ngày nay đang được sử dụng nhiều trong các

khu vực công cộng như các toà nhà, quán càfê, bệnh viện, khách sạn, sân

bay…WiFi cho phép truyền dẫn ở tốc độ cao hơn so với các mạng di động. Tiêu

chuẩn WiFi 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 11 Mbps, trong khi đó tiêu

chuẩnWiFi 802.11g tương thích với 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 54 Mbps.

Dotruyền dẫn dữ liệu ở tốc độ cao, WiFi được xem là một phương thức để truyền

dẫntín hiệu truyền hình di động. Với WiFi người sử dụng di động có thể tải các

nộidung truyền hình qua Internet sử dụng máy di động cầm tay. Nội dung có thể

đượcxem không trực tuyến sau đó. WiFi có chi phí hiệu quả vìkhông yêu cầu giấy

phépmạng, và tương đối rẻ để triển khai. Tuy nhiên vẫn còntồn tại các vấn đề cần

giảiquyết như chuyển vùng giữa mạng WiFi và các mạngtế bào, vấn đề tính cước…

1.2.5.2 Mobile TV sử dụng công nghệ Wimax

Công nghệ WiMAX là công nghệ cho phép truyền dẫn các dịch vụ dữ

liệutrong một vùng phủ rộng hơn so với WiFi. WiMAX có thể cung cấp dung

lượngcao hơn và do đó đắt hơn so với WiFi. WiM AX rất phù hợp để truyền dẫn

Video vànội dung đa phương tiện. WiM AX có thể cung cấp dịch vụ truy nhập

Internet vôtuyến tốc độ cao khi máy thu đang chuyển động thậm chí lên tới tốc độ

60 km/h.Các ứng dụng điển hình của WiMAX là âm thanh và Video theo yêu cầu.

VớiWiMAX, người sử dụng di động có thể tải về hoặc xem dòng Video trực tiếp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

khiđang di chuyển trên tàu, ôtô…WiMAX hỗ trợ sự chuyển vùng giữa mạng WiM

11

AXvà các mạng di động, các máy cầm tay di động có thể chuyển từ mạng di động

tớicác kết nối vô tuyến. Tuy nhiên, nhược điểm của WiMAX là việc sử dụng dải

phổtần số cần được cấp phép, không giống như WiFi.WiMAX có thể cung cấp tốc

độcao hơn 20 Mbps và vùng phủ rộng toàn thành phố với một số ít máy phát.

WiMAXđược đặc tả bởi hai tiêu chuẩn: WiMAX truy nhập vô tuyến cố định

(IEEE 802.16d)có thể cung cấp tốc độ dữ liệu trong khoảng70-100 M bps. IEEE

802.16d sử dụngcông nghệ điều chế OFDM đa sóng mang (256 sóng mang) và kỹ

thuật truy nhậpOFDMA với 2048 sóng mang để khắc phục các ảnh hưởng của

fading đa đường vàfading chọn lọc theo tần số. WiMAX truy nhập vô tuyến cố

định đã được triển khaiở Châu Âu, Mỹ, Singapore, Hồng Kông và nhiều nước

khác. Trong khi đó WiMAXdi động (IEEE 802.16e) sử dụng điều chế OFDMA có

thể cung cấp tốc độ dữ liệulên tới 15 Mbps trong phạm vi 10 km, cho phép máy

cầm tay di chuyển ở tốc độ lêntới 150 km/h. WiMAX di động là công nghệ tiềm

năng cung cấp các dịch vụ đaphương tiện với các lý do sau:

- Đa số các công nghệ phân phát đa phương tiện di động dựa trên chế độ

IPUnicast hoặc Multicast, ví dụ như các dịch vụ MBM S multicast; DVB-H với IP

datacasting; DAB-IP…

- Các công nghệ WiMAX cung cấp môi trường để phân phát dịch vụ đa

phương tiện trên nền IP, và được xem là công nghệ tiềm năng khi phổ tần của

cácmạng 3G và DVB-H hạn hẹp.

- Các máy điện thoại di động đã bắt đầu cung cấp các giao diện WiFi

(802.16b), WiMAX hoặc WiBro (tiêu chuẩn vô tuyến băng rộng được phát triển

bởiViện nghiên cứu điện tử và viễn thông Hàn Quốc ETRI).

- Các ứng dụng khả dụng có thể cung cấp dịch vụ Mobile TV trên nền

WiMAX hoặc vô tuyến băng rộng với sự tương thích toàn cầu.

Ưu điểm của WiMAX và WiFi là chúng đều cung cấp chế độ Unicast điểmtới-điểm

cũng như phát nội dung quảng bá trong một mạng. Điều này làm cho

WiMAX và WiFi phù hợp để cung cấp các dịch vụ quảng bá truyền hình di

động,truyền tải dòng Video và Video theo yêu cầu với sự tương tác đối với người sử

dụng di động.

1.3 Quá trình Video Streaming và Mobile Multimedia

1.3.1 Quá trình Video Streaming

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Với Video Streaming máy tính của người sử dụng không phải tải toàn bộ Video

12

về cùng một lúc. Để thực hiện tăng tốc độ lần tải về, tại bất kỳ thời điểm nào máy tính

chỉ cần tải về một phần thông tin của Video. Với kỹ thuật này, chúng ta cần một máy chủ

đặc biệt kiểm soát việc cung cấp các nội dung Video, để bất kỳ phần nào của đoạn Video

được lưu trữ trên máy chủ đều có thể được truy cập bất kỳ lúc nào.

Khi các dữ liệu đa phương tiện như Audio, Video ngày càng phổ biến trên

mạng, đặc điểm dữ liệu đa phương tiện là có dung lượng lớn nhưng tốc độ mạng

Internet hiện nay còn hạn chế, do đó phương thức và vấn đề truyền tải dữ liệu đến

người dùng đóng vai trò quan trọng trong sự thành công trong việc kinh doanh các

nội dung này. Có rất nhiều nghiên cứu nhằm tối ưu hóa phương thức truyền dữ liệu

đa phương tiện nhưng hiện tại chỉ có hai cách thức cơ bản để xem Media trên mạng

Internet là Downloading và Streaming:

- Downloading: khi Download một tệp tin (file) thì toàn bộ file được lưu trên

máy tính của người dùng,những file này người dùng có thể mở và xem sau đó.

Phương thức này có ưu điểm như là truy xuất nhanh đến các đoạn khác nhau trong

file nhưng có một nhược điểm lớn đó là người dùng phải chờ cho toàn bộ file được

Download về trước khi có thể xem được. Nếu như file có dung lượng nhỏ thì điều

này không có quá nhiều bất tiện, nhưng với file có dung lượng lớn hoặc bài trình diễn

dài thì nó có thể gây ra nhiều khó chịu. Ngoài ra, hiện nay, với sự bùng nổ của

Internet thì số lượng dữ liệu trên mạng Internet là rất lớn nên việc lưu trữ các file này

vào máy tính của mình cũng có những hạn chế nhất định.

- Streaming: phương thức Streaming làm việc có một chút khác biệt. Người

sử dụng có thể bắt đầu xem file ngay khi nó bắt đầu được Download. File được gửi

đến người sử dụng trong các chuỗi liên tiếp và người sử dụng xem nội dung ngay khi nó

đến mà không phải chờ đợi. Phương thức này cũng có ưu điểm là có thể được sử dụng để

truyền tải các sự kiện trực tiếp. Với các định dạng file Video, Audio truyền thống, dữ

liệu chỉ có thể hiển thị khi đã được Download toàn bộ, vì vậy đối với các file video chất

lượng cao có dung lượng lớn thì công việc này sẽ tiêu tốn rất nhiều thời gian.

- Progressive Download and Play: Đây là công nghệ lai giữa hai công nghệ

trên. Trong công nghệ này, Video sẽ được chia nhỏ ra thành nhiều frame, chương

trình phát Video (player) sẽ hiện thị ngay những gói vừa được tải về và lưu trữ dữ

liệu đó ở bộ nhớ đệm của máy. Khi tua lại những đoạn Video mà đã tải về, Player sẽ

lấy dữ liệu từ bộ nhớ đệm để tải lên.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Video Streaming sử dụng các giao thức RTSP, MMS, HTTP… để truyền

13

dữ liệu theo dạng luồng qua mạng Internet, đồng thời sử dụng các chuẩn nén để

giảm dung lượng dữ liệu, cung cấp khả năng nén dữ liệu tại nhiều mức nén, nhiều

kích thước hiển thị để có thể phù hợp với độ rộng băng thông của nhiều mạng

truyền dẫn để tối ưu hoá việc truyền dữ liệu qua mạng. Cũng chính vì vậy việc

truyền các Video Streaming qua mạng sẽ phụ thuộc rất nhiều vào các sản phẩm

phần mềm máy chủ luồng Video. Hiện nay, có rất nhiều chuẩn công nghệ Video

streaming. Cũng như có nhiều định dạng dữ liệu riêng với các chuẩn cộng nghệ

đó. Các định dạng Video streaming chỉ giới hạn bởi các công ty dẫn đầu trong

công nghệ streaming: Các hãng này đều cung cấp các bộ công cụ trọn gói gồm

máy chủ luồng Video (lưu trữ, truyền phát dữ liệu theo các giao thức hỗ trợ ...),

Video Playe (hiển thị dữ liệu tại phía người dùng), và công cụ kiến tạo dữ liệu với

các chuẩn nén.

Hình 1-2: Hệ thống Video chia làm 6 khối

Một hệ thống video thường bao gồm 6 khối, như minh họa trong hình.Trong

hình trên Video và âm thanh gọi là dữ liệu thô được nén bằng cách sử dụng các thuật

toán nén video và âm thanh rồi sau đó được lưu trong thiết bị lưu trữ. Theo yêu cầu từ

khách hàng, một máy chủ Streaming sẽ lấy Video và âm thanh nén dữ liệu trong các

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

thiết bị lưu trữ và sau đó cùng với lớp ứng dụng QoS là Modul kiểm soát điều chỉnh

14

các Video và âm thanh thành các luồng bit theo tình trạng mạng lưới và các yêu cầu

QoS. Sau đó sử dụng các giao thức truyền tải nén các chuỗi bit rồi gửi các gói tin

Video và âm thanh qua mạng Internet. Gói có thể bị giảm hoặc hoặc bị trễ quá mức

trong mạng Internet do tắc nghẽn, các gói tin có thể bị hư hỏng do bị lỗi bit. Để nâng

cao chất lượng truyền Video và âm thanh được truyền liên tục, dịch vụ phân phối

được triển khai trên mạng Internet cho các gói tin được gửi đến người nhận, sử dụng

giao thức RSTP đi qua các lớp vận chuyển và sau đó được xử lý bởi lớp ứng dụng

trước khi được giải mã ở các bộ giải mã Video và âm thanh. Để đồng bộ hóa giữa

Video và âm thanh , các cơ chế đồng bộ truyền thông được yêu cầu. Từ hình trên ta

có thể thấy 6 khối này liên quan rất chặt chẽ với nhau và chúng là thành phần thống

nhất của kiến trúc Video Streaming.

- Cơ chế nén Video: Dữ liệu Video nguyên gốc cần phải được nén trước khi

được truyền nhằm để đạt được hiệu quả tốt nhất về tiết kiệm băng thông.

- Cơ chế điều khiển chất lượng dịch vụ tầng ứng dụng: Để đối phó với sự

biến thiên của tài nguyên mạng hoặc để cung cấp chất lượng hình ảnh nhằm đáp ứng

theo yêu cầu của từng người sử dụng, nhiều kỹ thuật điều khiển chất lượng dịch vụ

tầng ứng dụng đã được đưa ra. Kỹ thuật bao gồm điều khiển tắc nghẽn và kiểm soát

lỗi. Điều khiển tắc nghẽn được sử dụng để ngăn ngừa mất gói dữ liệu và giảm trễ để

kiểm soát lỗi, mặt khác còn nhằm để cải thiện chất lượng trình chiếu Video khi không

có phần dữ liệu của gói tin bị mất.

- Dịch vụ phân phát Video trên đường truyền: Để cung cấp các dịch vụ đa

phương tiện có chất lượng tốt, sự hỗ trợ của mạng là quan trọng. Điều này cho thấy

do có sự hỗ trợ của mạng mà từ đó có thể giảm trễ khi truyền tải và giảm tỷ lệ mất gói

tin. Được xây dựng trên nền của Internet (giao thức IP), dịch vụ phân phối Video trên

đường truyền cho phép đạt được QoS (chất lượng dịch vụ) và hiệu quả cao cho việc

phân phát Video qua mạng Internet.

- Máy chủ Streaming: Máy chủ Streaming đóng một vai trò quan trọng trong

việc cung cấp các dịch vụ trực tuyến. Để cung cấp các dịch vụ trực tuyến chất lượng, các

máy chủ Streaming được yêu cầu phải xử một dữ liệu video với sự ràng buộc về thời

gian, hạn chế thời gian trễ và hỗ trợ hoạt động kiểm soát tương tác như tạm dừng

(pause), tua (fast forword) tiếp tục, nhanh chóng chuyển tiếp và nhanh chóng quay lại.

Một máy chủ Streaming thường bao gồm ba hệ thống con: một hệ thống kết nối giao tiếp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

(ví dụ, giao thức vận chuyển), một hệ điều hành, và một hệ thống lưu trữ.

15

- Cơ chế đồng bộ dữ liệu: Với cơ chế đồng bộ, ứng dụng tại bên nhận có thể

hiển thị Video gần giống như khi nó được khởi tạo tại bên gửi. Một ví dụ của cơ chế

đồng bộ là cử động môi của người nói phải phù hợp với tiếng nói họ phát ra.

- Giao thức cho Video Streaming: Giao thức được thiết kế và chuẩn hóa cho

truyền thông giữa khách hàng và các máy chủ streaming. Giao thức có thể được chia

làm 3 loại: giao thức tầng mạng như Internet Protocol (IP), giao thức tầng giao vận

như Use Datagram Protocol (UDP) và giao thức điều khiển phiên như Real – time

Streaming Protocol (RTSP).

Với những hệ thống máy chủ trình chiếu Video trực truyến hoặc cung cấp cho

việc tải về theo yêu cầu người dùng đang được sử dụng hiện nay, thì với mỗi yêu cầu

của người dùng đến – sẽ được máy chủ xử lý thông tin đảm bảo yêu cầu tải đó là hợp

lệ để thiết lập kết nối. Tiếp sau đó, nó sẽ truy xuất đến ổ cứng (hoặc thiết bị lưu trữ

cục bộ) để truy xuất tập tin yêu cầu đó và gửi về cho người dùng.Như chúng ta đều

biết tốc độ truy xuất ổ cứng thường khá chậm.Bên cạnh đó, có những tập tin được

nhiều người dùng cùng quan tâm trong một thời điểm (sai khác nhỏ về thời gian),

việc truy xuất ổ cứng liên tục để truy xuất cùng một tập tin như cách làm việc hiện tại

là rất lãng phí và tốn kém cho máy chủ.

Để giải quyết vấn đề này, ta đưa ra giải pháp sử dụng Cache. Cache được hiểu

theo nghĩa thường là nơi lưu trữ dữ liệu nằm chờ phần cứng xử lý, nhằm mục đích

tăng tốc độ xử lý. Cache có thể là một vùng lưu trữ của bộ nhớ chính hoặc một thiết

bị lưu trữ tốc độ cao độc lập. Có rất nhiều loại Cache được biết đến hiện nay với

những chức năng khác nhau như: Cache của CPU, Caching của Internet Browser,

Caching của Oracle…Cụ thể ở đây ta quan tâm đến một cơ chế xử lý Video Caching

ngay trên máy chủ thay thế cho Web Caching quá tải hiện nay. Việc đầu tư cho thiết

bị Cache cộng với việc có một giải pháp quản lý Cache hiệu quả sẽ giảm tải rất nhiều

cho máy chủ.

Cách thức hoạt động thông qua Cache:

- Dữ liệu được truy xuất từ ổ cứng được đẩy lên Cache.

- Với mỗi yêu cầu từ người nhận gửi tới, máy chủ sẽ tìm kiếm dữ liệu đã tồn

tại trên Cache chưa, để thực hiện đẩy dữ liệu đó lên Cache, nếu tồn tại thì dữ liệu từ

Cache thông qua quá trình xử lý dữ liệu sẽ được truyền trực tiếp đến người dùng

thông qua một luồng tin (bỏ qua giai đoạn truy xuất từ ổ cứng).

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

- Cơ chế để quản lý dữ liệu trên Cache, quyết định dữ liệu nào được đưa vào

16

Cache hoặc loại bỏ ra khỏi Cache, chúng ta phải thông qua việc phân tích thông tin

truy xuất dữ liệu, cùng với thử nghiệm những số liệu thực tế để đưa ra một giải thuật

quản lý Cache hợp lý .

1.3.2 Mobile Multimedia

Mobile Multimedia (đa phương tiện di động) bao gồm việc tạo ra nội

dungđược thiết kế cho các mạng di động, truyền dẫn và phân phát nội dung này

sử dụngcác giao thức tiêu chuẩn. Nội dung có thể có nhiều dạng như: đồ hoạ,

hình ảnh,âm thanh và Video trực tiếp, các bản tin đa phương tiện, các trò chơi,

VoIP, truyềntải dòng âm thanh và Video… Nội dung đa phương tiện trong môi

trường di độngcần được thiết kế phù hợp với việc sử dụng được ở máy thu đầu

cuối di động (phùhợp với băng thông truyền dẫn; môi trường truyền dẫn di động;

công suất pin tiêuthụ và khả năng xử lý, kích thước màn hình, bộ nhớ của máy

thu di động; các côngnghệ truyền dẫn như GSM, GPRS, 3G-GSM , CDM A,

1xEV-DO). Điều này đượcthực hiện bằng cách định nghĩa các profile của các file

đa phương tiện, các giaothức, hoặc các ứng dụng trở thành các tiêu chuẩn cho

Mobile Multimedia.

1.3.3 Các phần tử của Mobile Multimedia

Các phần tử của Mobile Multimedia gồm:

- Các file đa phương tiện;

- Các thủ tụcthiết lập và giải phóng cuộc gọi để phân phát dữ liệu

đaphương tiện;

- Các giao thức truyền tải dữ liệu đa phương tiện;

- Các Player đa phươngtiện và các Client đầu cuối.

Ví dụ một ứng dụng có thể là một file Windows Media được truyền tải

dòngtới máy điện thoại di động bằng cách sử dụng giao thức 3G-PSS qua mạng

3G. Filenày yêu cầu chương trình Windows Media player để chạy. Mobile TV là

một ứngdụng khác, sử dụng giao thức truyền tải dòng chuyển mạch gói 3GPP và

các khuôndạng file được nén tốc độ cao được định nghĩa bởi 3GPP, cho phép

dòng truyền tảiliên tục được phân phát, giải mã và hiển thị trên máy thu di động.

MMS là giao thức mở rộng của SMS và được định nghĩa là một tiêu chuẩn

mới. Các bản tin MMS có nhiều kiểu nội dung như văn bản, hình ảnh (.jpg hoặc

.gif), âm thanh, Video. Thông tin có thể được biểu diễn đồng bộ bởi ngôn ngữ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

SMIL.Dịch vụ tải về Video clip là dịch vụ thường được sử dụng trong các mạng

17

diđộng. Người sử dụng gửi yêu cầu về clip qua tin nhắn SMS hoặc sử dụng kết

nốiWAP. Nội dung được thu bởi giao thức M MS hoặc tải về sử dụng giao thức

WAP.Máy thu di động khi đó cần có chương trình player phù hợp như Real

hoặcWindows Media để chạy nội dung đã tải về.Video streaming có thể được sử

dụng để thu nội dung trực tiếp (như các trậnbóng đá, lưu lượng giao thông…). Đây

là một dịch vụ theo yêu cầu, đã được tiêuchuẩn hoá sử dụng các giao thức PSS và

phát ở chế độ Unicast từ Server tới người sửdụng.

Video calling được thực hiện nếu cả chủ gọi và bị gọi đều sử dụng điện thoại

có Camera. Các tiêu chuẩn gọi video đã được hình thành bởi các tiêu chuẩn 3G-

324M, sử dụng kết nối chuyển mạch kênh đảm bảo một tốc độ bit không đổi. Dịchvụ

gọi Video có thể mở rộng thành dịch vụ hội nghị truyền hình.

1.4 Các loại tệp định dạng Video Streaming và phần mềm xem Video

1.4.1 Các loại tệp định dạng Video Streaming

Các tập tin Video thường thuộc 2 loại: codec và không codec. Một số định

dạng tập tin, chỉ cần nhìn vào đuôi tập tin ta biết được loại codec mà tập tin đó sử dụng

như: WMV, RM, MOV… Hoặc các loại đuôi tập tin không chỉ định chính xác loại codec

nào như: MP4, AVI, MKV… Các loại tập tin trên đều là các hộp đựng (container) để

chứa nội dung, chúng ta thường phải sử dụng các trình media player để mở và đọc các

tập tin đó. Để biết tập tin đó sử dụng loại codec nào để mã hóa. Ta xem xét một số loại

định dạng tập tin mà các Website và các nhà cung cấp lớn thường hỗ trợ:

Định dạng Giới thiệu

3GP – 3GPP Multimedia

- Định dạng 3GP là định dạng Video được phát triển bởi dự án 3rd Generation Partnership dựa trên chuẩn MPEG-4. Được sử dụng cho các tập tin đa phương tiện trên mạng không dây 3G tốc độ cao, sử dụng phổ biến trên điện thoại có hỗ trợ quay phim.

ASF – Advanced Systems Format - Định dạng ASF được Microsoft phát triển. Định dạng này được dùng để truyền tải các tập tin đa phương tiện chứa văn bản, đồ họa, âm thanh, Video. Tập tin ASF chủ yếu là tập tin Windows Media Audiovà WindowsMedia Video.

- Tập tin ASF chỉ đặc tả cấu trúc của tập tin video hay âm

thanh được truyển tải mà không chỉ rõ phương pháp mã hóa.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

AVI – Audio Video - Định dạng AVI cũng được phát triển bởi Microsoft và chứa dữ liệu được mã hóa theo các codec khác nhau (có thể

18

Interleave

dùng các codec như DivX để mã hóa tập tin AVI). Định dạng AVI bao gồm hai loại định dạng chính DivX, Xvid. Đây là một định dạng rất phổ biển hiện nay.

- AVI là một sản phẩm của RIFF. Dữ liệu của tập tin được chia trong các khối, mỗi khối được xác định bởi một nhãn. Khối đầu tiên chứa dữ liệu về Video, những thông tin về chiều dài, chiều rộng, tỷ lệ khung. Khối thứ 2 chứa dữ liệu thật sự của tập tin AVI. Khối thứ 3 chứa các chỉ mục của các khối dữ liệu trong tập tin.

FLV – - Flash Video là một định dạng Video thường được dùng

Flash Video cho những website chia s như Youtube hoặc những website

chiếu phim trực tuyến, được phát triển bởi Adobe System

(Macromedia). Hỗ trợ 2 loại định dạng FLV và F4V.

- Flash Video: nội dụng nhúng trong tập tin SWF và

phần mở rộng FLV chứa thông tin tập tin.

- Định dạng này có chất lượng chấp nhận được, trong khi

kích thước tập tin nhỏ, nên rất hiệu quả trong môi trường

Internet. Phù hợp với hệ thống trình chiếu Video trực tuyến

nói chung và hệ thống dạy học bằng Video nói riêng.

MP4 – - Định dạng MPEG-4 là một tiêu chuẩn được phát triển

MPEG-4 bởi Moving Picture Experts Group, được sử dụng trên rất

Video nhiều điện thoại và các thiết bị chơi Video (còn gọi là thiết

bị chơi MP4).

MOV –Apple - QuickTime Movie là định dạng được Apple phát triển.

QuickTimeMovie Cũng là một định dạng thường được sử dụng trên Internet.

RM – là định dạng được phát triển bởi - Real Media

Real Media RealNetworks. Real Media chứa cả thông tin về Video (Real

Video) và âm thanh (Real Audio). Thường được dùng để

truyền tải các tập tin đa phương tiện thông qua internet.

VOB – - Định dạng VOB liên quan đến DVD Video Movie File.

Một tập tin VOB thường chứa các luồng đa công (multiplex) DVD Video

gồm: Video, âm thanh và phụ đề. Object

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

WMV-Windows - Windows Media Video là một định dạng tập tin thường

19

Media Video gặp nhất cũng được phát triển bởi Microsoft. Tập tin

Windows Media chứa Video được mã hóa theo bộ codec

Windows Media Video và âm thanh được mã hóa theo

codec Windows Media Audio codec.

- Tập tin WMV được thiết kế dùng cho ứng dụng luồng

(thread) trên Internet. Dung lượng tập tin WMV khá thấp

nên dễ dàng truyền tải trên mạng, tuy nhiên chấp lượng hình

ảnh và âm thanh không thực sự tốt.

1.4.2 Phần mềm xem Video của một số hãng

Video Streaming sử dụng các giao thức RTP, MMS hay HTTP vv.. để truyền dữ liệu theo dạng streaming qua mạng Internet, đồng thời sử dụng các chuẩn nén để

giảm dung lượng dữ liệu, cung cấp khả năng nén dữ liệu tại nhiều mức nén, nhiều kích thước hiển thị để có thể phù hợp với độ rộng băng thông của nhiều mạng truyền

dẫn để tối ưu hoá việc truyền dữ liệu qua mạng. Cũng chính vì vậy việc truyền các

Streaming Video qua mạng sẽ phụ thuộc rất nhiều vào các sản phẩm phần mềm

Video Streaming Server. Trong những năm gần đây có rất nhiều các chuẩn công nghệ

Video Streming được phát triển với các Player khác nhau như:

Emblaze http://www.emblaze.com/

Liquid Audio http://www.liquidaudio.com/

Macromedia Shockwave http://www.macromedia.com/shockwave/

Microsoft Windows Media http://www.microsoft.com/

RealNetworks RealMedia http://www.real.com/

VDOLive http://www.vdo.net/

Vosiac http://www.vlc.com/

Audioactive http://www.audioactive.com/

Apple QuickTime http://www.apple.com/quicktime/ Bởi vậy các định dạng Video Streaming chỉ giới hạn bởi ba công ty được coi là dẫn đầu trong công nghệ Streaming với các sản phẩm: Apple với QuickTime,

RealNetworks với RealMedia, và Microsoft với Windows Media.Các hãng này đều cung cấp các bộ công cụ trọn gói gồm Video Streaming Server (lưu trữ, truyền phát dữ liệu theo các giao thức hỗ trợ ... ), Video Player (hiển thị dữ liệu tại phía người dùng), và công cụ kiến tạo dữ liệu với các chuẩn nén.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

 Quick Time của Apple

20

Hình1-3: Quick Time

QuickTimeStreaming Server sử dụng giao thức RTSP (tiêu chuẩn mang tính

mở có thể hoạt động trên nhiều hệ thống từ UNIX đến NT) và hoàn toàn miễn phí.

QuickTime hỗ trợ khá nhiều định dạng, từ các định dạng về hình ảnh như JPEG,

BMP, PICT, PNG, GIF, GIF động, các định dạng video số như AVI, AVR, định dạng

MPEG-1, OpenDML MiniDV, DVCPro, DVCam camcorder và có thể chơi được các

file MP3, MIDI. QuickTime là một công cụ rất mạnh dễ trình diễn Multimedia và

hơn thế nữa nó còn có thể được sử dụng như một công cụ chỉnh sửa hoặc nén dữ liệu.

 RealMedia của RealNetwork

Real sử dụng công nghệ nén Real G2 được phát triển bởi RealNetwork. Hiện

nay, RealVideo là một chuẩn Video thông dụng trên Internet, ngoài ra còn có thêm

hai chuẩn nữa là RealAudio (streaming audio) và RealFlash (streaming Flash

animation), tuy nhiên sẽ phải bỏ tiền ra để mua các sản phẩm Real Server

Streaming.Real Server hỗ trợ cả hai giao thức RTSP “true streaming “ và “HTTP

streaming” và rất thích hợp trong việc truyền phát các audio/video hoặc khuôn dạng

media khác như các sản phẩm của Macromedia Flash.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

 Windows Media của Microsoft

21

Hình1-4: Windows Media

Windows Media cung cấp một bộ công cụ được đóng gói hoàn chỉnh có tên là

Windows Media Techonologies. Windows Media Technologies gồm: Windows

Media Tool dùng để kiến tạo các dữ liệu streaming, Windows MediaServices đóng

vai trò Video Streaming Server cung cấp dữ liệu, Windows MediaPlayer là công cụ

hiển thị dữ liệu và ngoài ra còn có Windows Media RightManager được sử dụng để

bảo vệ chống sao chép dữ liệu.

Windows Media Server hỗ trợ công nghệ “intelligent streaming": cho phép

truyền phát dữ liệu dựa trên độ rộng băng thông Internet giữa người dùng vàServer.

Mặt khác công nghê này có khả năng cung cấp việc truyền phát cácluồng dữ liệu một

cách liên tục kể cả khi có băng thông của mạng bị suy giảm, khi đó Server sẽ giảm

việc truyền phát dữ liệu cho phù hợp, nếu băng thông bị giảm quá nhiều Server sẽ tự

động giảm chất lượng của dữ liệu Video cho đến khi chỉ còn dữ liệu Audio được

truyền qua mạng.

Vào tháng 12 năm 2000, Microsoft đưa ra bộ công cụ Windows Media Encoding

v8.0, là một cải tiến đáng kể về chất lượng, hỗ trợ định dạng và tính năng. Nó bao gồm hệ

thống nén và mã hoá với chuẩn nén Windows Media Audio 8 và Video 8. Windows

Media Video 8 sử dụng công nghệ nén video tiên tiến MPEG-4 . So sánh với Windows

Media Video 7, nó tăng tỉ lệ nén tới 30 %, cung cấp chất lượng xấp xỉ chất lượng DVD ở

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

data rate 500 kbps (với phân giải 640 by 480, 24 hình/s ).

22

CHƢƠNG 2.

MÔ HÌNH KIẾN TRÚC HẠ TẦNG KỸ THUẬT CHOSTREAMINGTRÊN

THIẾT BỊ DI ĐỘNG

2.1 Kiến trúc ứng dụng

Hệ thống Streaming bao gồm các phân hệ là WAP/WEB, phân hệ dịch vụ

chung MobileTV (MobileTV service), phân hệ Streaming và phân hệ xử lý media

(Media process). Các phân hệ được phân theo chức năng như hình vẽ dưới.

Hình 2-1: Kiến trúc tổng thể hệ thống

- Chức năng người dùng: Bao gồm những chức năng cho phép người dùng

tương tác vứ dịch vụ như đăng ký, hủy, xem truyền hình LiveTV, xem video theo yêu

cầu, tải Video … bao gồm qua WEB hoặc qua WAP.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

- Chức năng quản trị hệ thống: Cho phép người quản trị hệ thống có thể quản

23

lý người dùng, quản các Video…

- Chức năng thống kê, báo cáo: cho phép người quản trị thống kê số lượng

người dung, số lượng và số lần video được truyền tải.

- Chức năng dịch vụ MobileTV (MobileTV service): Cung cấp các dịch vụ

cho các module chức năng khác trong hệ thống.

- Chức năng Streaming: Chuyền tín hiệu theo giao thực rtsp hay http đến cho

khách hàng.

- Chức năng xử lý Media: Chuyển đổi luồng dữ liệu Video, tín hiệu đầu vào

từ các luồng khác nhạu phục vụ cho người dùng đầu cuối.

2.2 Mô hình phân lớp

2.2.1 Phân hệ Web, WAP

Hình 2-2: Mô hình phân lớp phân hệ Web, WAP

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Sử dụng nền tảng Symphony (dựa trên mô hình MVC) phân chia thành 3 lớp

24

như sau:

 Mô hình (Model): là lớp chứa các câu lệnh thao tác trực tiếp đến CSDL

 Khung nhìn (View): làm nhiệm vụ thể hiện trang web từ các hành động do

bộ điều hành (controller) truyền sang cùng với dữ liệu từ nhận được từ lớp mô hình

(model) (có thể hiểu nó như là template render).

 Trình điều khiển (Controller): chính là phần cốt lỗi, điều hành trang web,

giao tiếp với mô đunmô đun dịch vụ.

2.2.2 Phân hệ người dùng cuối (Mobile Client)

Hình 2-3: Mô hình phân lớp phân hệ Người dùng cuối.

Phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client) cho phép người dùng tương tác với

Modul dịch vụ MobileTV qua ứng dụng Mobile do dịch vụ cung cấp được cài đặt

trên điện thoại di động.

Người dùng cài đặt, chạy ứng dụng Mobile do dịch vụ cung cấp. Ứng dụng hỗ

trợ người dùng tương tác, sử dụng dịch vụ: đăng ký/hủy dịch vụ, thêm/xóa, thêm/xem

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

giờ, xem/tải/tặng VOD, xem LiveTV…

25

Phân hệ Người dùng cuối giao tiếp với phân hệ Web Frontend (Web Frontend

sẽ giao tiếp với Modul dịch vụ hoặc truy vấn trực tiếp CSDL): Lấy dữ liệu theo định

dạng JSON từ API mà Website cung cấp qua giao thức http (HTTP request).

2.2.3 Phân hệ Web cho người dùng (Frontend)

Hình 2-4: Mô hình phân lớp phân hệ Web Frontend.

Phân hệ Wapsite cho phép người dùng tương tác với Modul dịch vụ MobileTV

qua ứng dụng Client được cài trên thiết bị di động.

Người dùng truy cập tới Website của dịch vụ bằng thiết bị di động. Hệ thống

phục vụ các yêu cầu của người dùng: đăng ký/hủy dịch vụ, thêm/xóa kênh, thêm/xem

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

giờ, xem/tải/tặng VOD, xem LiveTV…

26

Phân hệ này giao tiếp với phân hệ Người dùng cuối (Mobile Client): Cung cấp

API, trả về dữ liệu JSON khi có yên cầu http (HTTP request) gửi đến từ Người dùng

cuối (Mobile Client).

2.2.4 Phân hệ Module dịch vụ MobileTV

Hinh 2-5: Mô hình phân lớp phân hệ Mô đun dịch vụ MobileTV.

Hệ thống chia làm 3 lớp:

 Lớp giao tiếp (Interation Service Layer):

 Cung cấp các API cho các ứng dụng khác có thể tương tác với hệ thống qua

các API này.

 Lớp xử lý (Bussiness Logic Layer):

 Là lớp trung gian thực hiện xử lý nghiệp vụ.

 Gửi yêu cầu tới hệ thống trừ tiến (billing gateway) để: kiểm tra thông tin

thuê bao, trừ tiền.

 Gửi gửi tới HLR để kiểm tra trạng thái đăng ký sử dụng.

 Lớp dữ liệu (Data Access Layer):

 Thực hiện kết nối tới hệ thống CSDL của dịch vụ để truy vấn thao tác, dữ liệu.

 Sử dụng Hibernate để kết nối tới CSDL.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

2.2.5 Phân hệ Streaming

27

Phân hệ Streaming thực hiện nhiệm vụ truyền tải nội dung số sau khi đã được

mã hóa đến cho người dùng cuối theo giao thức RTSP hoặc HTTP một cách ổn định

để người dùng cuối có thể xem được tín hiệu trên các thiết bị di động.

Nội dung số ở đây là Video theo yêu cầu hoặc tín hiệu truyền hình, từ đó hệ

thống Streaming được thể hiện dưới 2 dạng:

Hình 2-6: Mô hình phân lớp phân hệ streaming.

Phân hệ gồm 3 phân hệ nhỏ hoạt động độc lập là:

 VTSS – thực hiện nhận luồng tín hiệu và gửi tín hiệu Media theo giao thức

RTSP/RTP cho người dùng cuối.

 iVTSS – thực hiện nhận các tệp tín hiệu rồi gửi trả tệp tín hiệu đó đến cho

người dùng cuối theo giao thức http Adaptive Streaming.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

 wVTSS - thực hiện nhận các tệp tín hiệu rồi gửi trả tệp tín hiệu đó đến cho

28

người dùng cuối theo giao thức http Smooth Streaming.

Các Modul Streaming là một tiến trình cha thực hiện sinh ra các tiến trình con

phụ thuộc. Tiến trình cha sẽ đợi cho các tiến trình con kết thúc. Nếu tiến trình con kết

thúc lỗi, tiến trình cha sẽ thực hiện sinh ra một tiến trình con mới.

Thành phần lõi thực hiện vai trò làm giao tiếp trung gian giữa chương trình

khách (sử dụng RTP & RTSP để gửi yêu cầu và nhận kết quả). Các Modul thành

phần thực hiện xử lý các yêu cầu và gửi các gói dữ liệu trở về cho Client. Để thực

hiện được công việc này, thành phần lõi tạo ra 4 kiểu luồng xử lý:

Luồng xử lý chính: kiểm tra yêu cầu dừng thực thi, các thông tin lỗi được

lưu lại hoặc in ra thống kê.

Luồng xử lý Idle Task: quản lý hàng đợi các tác vụ thực hiện theo định kỳ.

Có 2 hàng đợi cho: các tác vụ quá giờ & các tác vụ khe cắp (socket)

Luồng sự kiện: thực hiện đợi các sự kiện của khe cắp (socket), ví dụ như

các yêu cầu RTSP hay các gói tin RTP và chuyển chúng đến các luồng tác vụ

Luồng tác vụ: nhận yêu cầu RTSP và các gói dữ liệu RTP từ luồng sự kiện

và gửi các yêu cầu đó tới các Modul xử lý tương ứng, nhận kết quả và gửi lại cho

người dùng cuối (Client). Hiện tại, mặc định thành phần lõi tạo ra 01 luồng xử lý tác

vụ trên 01 bộ vi xử lý.

Khái niệm trung tâm của phân hệ Streaming đó là các tác vụ được kích hoạt bởi

các sự kiện. Ví dụ, một tác vụ có gắn kèm với một đối tượng khe cắp (socket). Nếu đối

tượng khe cắp (socket) này có được 1 sự kiện (xác định bằng hàm select ()) thì đối tượng

tác vụ tương ứng sẽ được gọi, khi đó hàm Run đã cài đặt mã nguồn xử lý mỗi khi có một

sự kiện nhận được. Bằng cách này, sử dụng lớp Task, phân hệ Streaming có thể chỉ sử

dụng 01 luồng, đơn nhiệm, để xử lý tất cả các kết nối, đây cũng là cầu hình mặc định của

máy chủ chạy Streaming trên các hệ thống chỉ có 01 bộ vi xử lý.

Hệ thống này bao gồm các Modul chính:

Thiết bị đầu cuối (Client): thành phần tương ứng với các chương trình

khách kết nối tới hệ thống.

Máy chủ trung gian (Core Server): thành phần lõi xử lý quản lý các thành

phần khác của hệ thống, thực hiện vai trò giao tiếp trung gian giữa các thành phần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

khách và các thành phần xử lý yêu cầu.

29

Modul gắn thêm (Modules Plugin): các thành phần xử lý yêu cầu, đáp ứng

thông tin về cho chương trình khách.

Các Modul trên đều sử dụng mã nguồn mở có sẵn. Tuy nhiên, sẽ phải thực hiện:

Cải tiến hiệu năng thành phần máy chủ trung gian (Core Server)

Viết thêm thành phần cắm vào trong Modulgắn thêm (Modules Plugin).

2.2.6 Phân hệ Xử lý media (Media Process)

Hinh 2-7: Mô hình phân lớp phân hệ Xử lý media (Media Process).

Phân hệ gồm có 2 phần là mã hóa Video tệp (offline encoder) và mã hóa trực

tuyến (live encoder)

Mã hóa trực tuyến (Live Encoder):

Hệ thống bao gồm nhiều Modul. Một số Modul quan trọng có liên quan trực

tiếp tới dự án bao gồm:

Module truy nhập (Access module): Modul này cho phép nhận các luồng

Streaming đầu vào thông qua giao thức RTSP hoặc các thiết bị thu hình (đầu quay

Video, TV box, Webcam, Camera kỹ thuật số …).

Module giải mã (Decode module): giải mã dữ liệu từ các luồngStreaming

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

thành dạng hình ảnh, âm thanh.

30

Module mã hóa (Encode module): mã hóa dữ liệu hình ảnh, âm thanh theo

các định dạng H264, MPEG4, ACC.

Module nhận chuyển đổi luồng (Transcode module): Nhận Streaming đầu

vào và chuyển đổi thành Streaming đầu ra theo Profile đã được cấu hình.

Module RTP (RTP module): đóng gói dữ liệu đã mã hóa và gửi đi theo giao

thức RTP.

Module nhân bản luồng (Duplicate module): nhân bản một luồn dữ liệu đầu

vào thành nhiều luồn dữ liệu đầu ra. Cấu trúc dữ liệu không thay đổi.

Module trích xuất ảnh (Snapshot module): phân tách ảnh từ một luồng

Streaming để lấy ra ảnh đại diện theo khe thời gian.

Offline encoder:

Gồm có 3 Module nhỏ đó là:

Module giao tiếp (Interface module): thực hiện truy xuất cơ sở dữ liệu để quét

các tệp mới được Upload lên hệ thống, lấy thông tin đầu vào và ghi thông tin đầu ra.

Module chuyển đổi luồng (Trasncoder module): thực hiện decode tệpVideo

đầu vào và encode ra theo tín profile khác nhau.

Module tạo chỉ mục và đóng gói (Hint&split module): thực hiện đóng gói các

tệp sau khi mã hóa thành các rãnh để Module Streaming có thể đọc được và truyền đi.

Bămtệp sau khi mã hóa ra thanh chuỗi tệp cho chuẩn Adaptive Streaming của Apple.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

2.2.7 Phân hệ Quản lý giám sát

31

Hình 2-8: Mô hình phân hệ Quản lý giám sát.

Trên mỗi máy chủ dịch vụ cài một tiến trình giám sát ngầm để giám sát, quản lý

các tiến trình/ứng dụng trên đó. Các tiến trình này sẽ được đăng ký và chờ kết nối từ máy

chủ giám sát đầu cuối - monitor server. Máy chủ giám sát đầu cuối - Monitor

managerment client (M&M client) chủ động kết nối tới tiến trình ngầm này để ra lệnh.

Các Agent cung cấp một số dich vụ cơ bản sau:

 Khởi chạy/dừng một tiến trình do mình quản lý.

 Khởi chạy/dừng toàn bộ tiến trình do mình quản lý.

 Đọc log và cập nhật thông tin log vào CSDL.

 Đọc trạng thái một tiến trình (trạng thái máy chủ, %CPU, RAM …).

 Đọc trạng thái hệ điều hành (%CPU, %RAM, Disk free …).

 Kiểm tra kết nỗi với các hệ thống bên ngoài (mtv service, billing service,

storage …).

 Một số tính năng khác như truyền tệp, cập nhật cấu hình.

Máy chủ giám sát đầu cuối - Monitor client (M&M client):

 Thực hiện được các lệnh do máy chủ giám sát cung cấp.

 Cảnh bảo khi mất kết nối tới máy chủ giám sát (trong một khoảng timeout).

 Cảnh báo theocác quy tắc định nghĩa sẵn.

 Đặt lịch chạy với từng chức năng.

2.3 Kiến trúc dữ liệu

Dữ liệu Web – Báo cáo thống kê

2.3.1 Các thành phần dữ liệu chính

Số lƣợng, dung lƣợng

Dữ liệu giám sát - Video - Live - Streaming

- Đăng nhập hệ thống -

Dữ liệu Streaming Server - Video - Profile - Cấu hình - Kênh tín hiệu

- -

Dữ liệu dịch vụ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

- Ngƣời dung - Thời gian sử dụng Dung lƣợng sử dụng

Dữ liệu Web Thành viên, quyền Upload, download Dòng điện thoại

- - -

32

Hình 2-9: Các thành phần dữ liệu hệ thống

Dữ liệu trong hệ thống được chia thành các thành phần sau:

 Dữ liệu Module dịch vụ MobileTV: Danh sách thuê bao đăng ký, hủy dịch

vụ, kênh khách hàng đăng ký sử dụng, thời gian sử dụng, kênh yêu thích.

 Dữ liệu tại máy chủ Streaming: Bao gồm các dữ liệu Video đã mã hóa, các

Profile, cấu hình.

 Dữ liệu Web - CMS: Thành viên, quyền, Video Upload, tin tức, người dùng

hệ thống, gói cước, kênh, dòng điện thoại.

 Dữ liệu Web – Báo cáo thống kê: Log đăng nhập hệ thống, thêm xóa người

dụng, log LiveTV, log VOD

 Dữ liệu giám sát: Bao gồm thông tin tính trạng các phân hệ cần giám sát.

2.3.2 Kiến trúc trao đổi dữ liệu với các hệ thống khác

Trao đổi dữ liệu với hệ thống trừ tiền dịch vụ (Billing gateway):

- Dữ liệu trao đổi: số thuê bao, số tiền trừ.

- Ý nghĩa trao đổi dữ liệu: kiểm tra thông tin thuê bao, trừ tiền cước phí.

- Chiều trao đổi dữ liệu: hai chiều.

- Tần suất trao đổi dữ liệu: khi khách hàng đăng ký và thực hiện các giao dịch

mua thêm giờ hoặc đăng ký kênh bổ sung.

- Phương thức trao đổi: gọi hàm.

Trao đổi dữ liệu với Cổng dịch vụ (HLR gateway):

- Dữ liệu trao đổi: số thuê bao, thông tin sử dụng 3G.

- Ý nghĩa trao đổi dữ liệu: Kiểm tra hiện trạng sử dụng 3G của thuê bao.

- Chiều trao đổi dữ liệu: 1 chiều.

- Tần suất trao đổi dữ liệu: khi khách hàng đăng ký dịch vụ.

- Phương thức trao đổi: gọi hàm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Trao đổi dữ liệu với BCCS:

33

- Dữ liệu trao đổi: thông tin thuê bao.

- Ý nghĩa trao đổi dữ liệu: xác định thuê bao trả trước hay trả sau, lấy sub_id.

- Chiều trao đổi dữ liệu: 1 chiều.

- Tần suất trao đổi dữ liệu: khi khách hàng đăng ký/hủy, mua thêm giờ, đăng

ký kênh bổ sung.

- Phương thức trao đổi: truy vấn CSDL.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

2.4 Kiến trúc vật lý (Cơ sở hạ tầng)

34

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hinh 2-10: Kiến trúc vật lý hệ thống

35

STT Tên thiết bị Mô tả

1 Máy chủ chạy Streaming Phân phối dòng live Video

về mobile - 2 x Intel® Xeon® Processor E5620 (2.4

GHz, 12MB Cache, 5.86 GT/s QPI, Turbo,

HT, 4C)

- 16GB RAM DDR3-1066

- 2 x 146 GB HDD (10K RPM, 6Gbps,

Hotplug)

- 2 Gigabit Ethernet card

- Chấp nhận máy có cấu hình mạnh hơn

hoặc tương đương

2 Encoding server Offline encoder,

transcoder - 2 x Intel® Xeon® Processor E5620 (2.4

GHz, 12MB Cache, 5.86 GT/s QPI, Turbo,

HT, 4C)

- 16GB DDR3-1066

- 2 x 146 GB HDD (10K RPM, 6Gbps,

Hotplug)

- 2 Gigabit Ethernet card

- Chấp nhận máy có cấu hình mạnh hơn

hoặc tương đương

2.5 Các giải pháp kiến trúc khác

2.5.1 Kiến trúc bảo mật

 Sử dụng cơ chế tự nhận diện số điện thoại (auto detect MSISDN) để thay

thế cho cơ chế đăng nhập thông thường bằng tên đăng nhập và mật khẩu.

 Không cho phép người dùng sao chép lại đường dẫn để xem khi chưa đăng

nhập.

 Giải pháp bảo mật: mã hóa URL sử dụng thuật toán mã hóa DES và Base64

cho 3 tham số thời gian, MSIDN và URL.

2.5.2 Kiến trúc sao lưu và phục hồi dữ liệu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Thực hiện sao lưu đầy đủ theo cơ chế sao lưu đầy đủ 1 tháng 1 lần vào ngày từ

36

2527 hàng tháng.

2.5.3 Các giải pháp đối với các yêu cầu đặc biệt khác

N/A

2.6 Xây dựng kiến trúc hệ thống Streaming

2.6.1 Mô hình tổng quan hệ thống streaming

ing

ing

nicast.

các máy chủ

. máy chủ

ing

ing .

Xét về mặt nghiệp vụ thì hệ thống Streaming được chia làm 2 nghiệp vụ đó là: xử

lý Media và phân phối nội dung Media sau khi xử lý đến cho người dùng cuối.

 Xử lý Media (Media Process): có chức nằng mã hóa file Video được nhà cung

cấp dịch vụ Upload lên hệ thống, cán tín hiệu mà đài truyền hình bắn về theo luồng

UDP. Các tín hiệu này được mã hóa theo các chuẩn mã hóa Video (video codec) khác

nhau đề đáp ứng được tất cả các yêu cầu Streaming của các dòng điện thoại 3G.

- Mã hóa Video (offline encoder): được cài đặt trên các máy chủ, mỗi máy

chủ có thể chạy nhiều tiến trình mã hóa Video và các tiến trình này tự động chia sẻ tải

với nhau

- Mã hóa tín hiệu truyền hình (Live encoder): được cài đặt trên các máy chủ

cấu hình cao, mỗi máy chủ chạy thực hiện mã hóa cho 4 kênh tín hiệu.

 Phân phối nội dung Media (Media Streaming): có chức năng đọc các file

Video đã được mã hóa hoặc các luồng tín hiệu đã được mã hóa sau đó đóng gói theo các

giao thức phù hợp rồi truyền trên môi trường mạng đến cho người sử dụng điện thoại.

Điện thoại sau khi nhận được tín hiệu sẽ giải mã và tái tạo lại hình ảnh ban đầu.

- Video Streaming (VOD Streaming): Thực hiện truyền tải nội dung file

Video đến cho người dùng cuối theo luồng.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

- Streaming kênh tín hiệu (Live Streaming): Thực hiện truyền tải nội dung

37

luồng tín hiệu đến cho người dùng cuối theo luồng.

Hinh 2-11: Mô hình tổng quan hệ thốngstreaming

2.6.2 Phân hệ mã hóa video – mã hóa không trực tuyến (offline encoder)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Phân hệ mã hóa video (offline encoder) có 3 mô đun chính:

38

Hinh 2-12:Các Module của phân hệ mã hóa VOD

Module giao tiếp: thực hiện truy xuất cơ sở dữ liệu để quét các tệp mới

được Upload lên hệ thống, lấy thông tin đầu vào và ghi thông tin đầu ra.

Module chuyển đổi: thực hiện giải mãtệpVideo đầu vào và mã hóa ra theo

tín Profile khác nhau.

Module tạo chỉ mục và đóng gói: thực hiện đóng gói các tệp sau khi mã hóa

thành các rãnh để ModuleStreaming có thể đọc được và truyền đi. Bămtệp sau khi mã

hóa ra thành chuỗi tệp cho chuẩn Adaptive Streaming của Apple.

Thực hiện quét định kỳ tệpVideo đầu vào được các nhà cung cấp dịch vụ

(Content provider)đẩy lên hệ thống và chuyển đổi thành các tệp với profile khác

nhau. Các Profile này đảm bảo phục vụ được tất cả các dòng máy điện thoại trên thị

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

trường. Profile ở đây là thông tin về các chuẩn mã hóa của video.

39

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

40

Hinh 2-13: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ mã hóa Video (offline encoder)

Bước 1: Gửi yêu cầu lấy đường dẫn đến tệp cần encode đến mô đun dịch vụ

MobileTV.

Bước 2: Gửi yêu cầu lấy một tệp cần encode đến mô đun dịch vụ MobileTV. Bước 3: Có tệp cần encode không? Nếu có thì chuyển sang bước 3, không thì

chuyển sang bước 6.

Bước 4: Gửi yêu cầu cập nhật trạng thái tệp encode đến mô đun dịch vụ

MobileTV.

Bước 5: Gửi yêu cầu lấy số lượng profile đến module mô đun dịch vụ

MobileTV.

Bước 6: Gửi yêu cầu lấy danh sách profile đến mô đun dịch vụ MobileTV. Bước 7: Có profile nào không? Nếu có thì chuyển sang bước 5, không thì

chuyển sang bước 6.

Bước 8: Tiến hành encode tệp và gửi yêu cầu cập nhập tiến độ đến mô đun

dịch vụ MobileTV.

Bước 9: Gửi yêu cầu kiếm tra tệp đầu ra đã có trong CSDL hay chưa mô đun

dịch vụ MobileTV.

Bước 10: Nếu co thì tiến hành cập nhật thông tin tệp đầu ra, nếu không thì

thêm thông tin tệp đầu ra vào CSDL.

Bước 11: Gửi yêu cầu lấy thông tin profile cho Iphone mô đun dịch vụ

MobileTV.

Bước 12: Tiến hành encode tệp và gửi yêu cầu cập nhập tiến độ đến mô đun

dịch vụ MobileTV.

Bước 13: Gửi yêu cầu kiếm tra tệp đầu ra đã có trong CSDL hay chưa mô đun

dịch vụ MobileTV.

Bước 14: Nếu co thì tiến hành cập nhật thông tin tệp đầu ra, nếu không thì

thêm thông tin tệp đầu ra vào CSDL.

Bước 15: Tiến hành snapshot ảnh. Bước 16: Cập nhật trạng thái tệpmã hóa. Bước 17: Lặp lại bước 2 cho tệp tiếp theo. 2.6.3 Phân hệ mã hóa trực tuyến (live encode) Phân hệ gồm có mô đun chính sau:

Mô đun truy nhập: mô đun này cho phép nhận các luồng Stream đầu vào

thông qua giao thức RTSP hoặc các thiết bị thu hình.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Mô đun giải mã: giải mã dữ liệu từ các luồn stream thành dạng hình ảnh, âm thanh.

41

Mô đun mã hóa: mã hóa dữ liệu hình ảnh, âm thanh theo các định dạng

H264, MPEG4, ACC.

Mô đun nhận chuyển đổi luồng: Nhận stream đầu vào và chuyển đổi thành

stream đầu ra theo profile đã được cấu hình.

Mô đun RTP: đóng gói dữ liệu đã mã hóa và gửi đi theo giao thức RTP.

Mô đun nhân bản luồng: nhân bản một luồn dữ liệu đầu vào thành nhiều

luồn dữ liệu đầu ra. Cấu trúc dữ liệu không thay đổi.

Mô đun trích xuất ảnh: phân tách ảnh từ một luồng stream để lấy ra ảnh đại

diện theo thời gian.

Chịu trách nhiệm nhận tín hiệu đầu vào từ các thiết bị hay đài truyền hình

bắn về và chuyển định dạng tín hiệu thành các profile đã được cấu hình. Sau đó

tín hiện được chuyền sang cho hệ thống các mô đun streaming để săn sàng phục vụ người dùng khi có yêu cầu. Tín hiệu được mã hóa theo các profile khác nhau

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

để đáp ứng phục vụ cho tập tất cả các máy điện thoại di động 3G trên hiện nay.

42

Hình 2-14: Biểu đồ luồng phân hệ mã hóa trực tuyến (live encoder)

Bước 1: Gửi yêu cầu lấy danh sách kênh đến mô đun dịch vụ MobileTV.

Bước 2: Nhận danh sách kênh và kiểm tra xem có kênh nào không? Nếu có thì

chuyển sang bước 3, không thì chuyển sang bước 9.

Bước 3: Gửi yêu cầu lấy danh sách profile đến MobileTV servcies.

Bước 4: Nhận danh sách profile và kiểm tra có profile nào không? Nếu có thì

chuyển sang bước 5, không thì chuyển sang bước 9.

Bước 5: Tạo ra các tiến trình xử lý cho từng kênh với các profile được cấu

hình, và gửi yêu cầu cập nhập trạng thái kênh đến mô đun dịch vụ MobileTV.

Bước 6: Sinh tệp SDP và upload tệp SDP lên máy chủ streaming kênh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

truyền hình.

43

Bước 7: Truyền dữ liệu luồng tín hiệu đến streaming.

Bước 8: Quản trị hệ thống yêu cầu stop? Nếu đúng thì chuyển sang bước,

không thì quay lại bước 7.

Bước 9: Kết thúc.

2.6.4 Phân hệ RTSP streaming

xem

, thể hiện tải về

thể hiện p

tua nhanh, dừng, khởi chạy hay tạm dừng.

Phân hệ gồm 5mô đun chính sau:

Hinh 2-15: Xác thực yêu cầu

Xác thực yêu cầu (Validate URL): thực hiện nhân yêu cầu đã được mã hóa từ người

dùng. Nếu yêu cầu từ người dùng đến hệ thống vượt quá 15s. Hệ thống sẽ không thực hiện

giải mã và báo về cho người dùng theo các kịch bản cụ thể. Nếu thỏa mã điều kiện trên hệ

thống sẽ thực hiện giải mã yêu cầutheo chuẩn DES và Base64. Dữ liệu giải mã này sẽ được

tryền cho các mô đun khác trong phân hệ.

Ghi thông tin log (Logging): thực hiện ghi log về hiện trang hệ thống cùng các yêu

cầu của người dùng, các hành động của người dùng nhằm phục vụ quá trình dò lỗi hệ thống.

Trừ giờ xem live - SubTime: thực hiện trừ thơi gian khi khách hàng xem các kênh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

truyền hinh trên hệ thống. Thời gian ở đâu được khách hàng mua khi đăng ký dịch vụ

44

Đếm số người dùng (Count use): đếm số người dùng đang thực hiện xem video,

kênh truyền hình trên hệ thống.

Đáp ứng yêu cầu RTSP/RTP (RTSP/RTP request): nhận yêu cầu RTSP từ người

dùng cuối (client) từ đó thực hiện các nghiệp vụ trả lời các yêu cầu sau đó là gửi luồng tín

hiệu RTP cho người dùng.

Mô hình luồng nghiệp vụ xem Video trên hệ thống

Hinh 2-16: Mô hình luồng dữ liệu VOD Streaming

Thực hiện nghiệp vụ đáp ứng yêu cầu xem LiveTV hoăc VOD của khách hàng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

thông qua giao thức RTSP/RTP.

45

Hình 2-17: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ VOD Streaming

Bước 1: Khách hàng kết nối đến streaming thông qua URL đã được mã hóa.

Bước 2: Streaming nhận kết nối từ khách hàng, và gửi yêu cầu xác thực URL

tới mô đun dịch vụ MobileTV.

Bước 3: Mô đun dịch vụ MobileTVgiải mã URL và kiểm tra có hợp lệ hay

không sau đó gửi lại kết quả cho streaming.

Bước 4: Nếu kết quả trả về là hợp lệ thì streaming tạo phiên làm việc với

khách hàng, không thì chuyển đến bước 10.

Bước 5: Streaming gửi yêu cầu trừ tiền xem VOD (MSISDN + VOD_ID) tới

hệ thống trừ tiền (billing service).

Bước 6: Hệ thống trừ tiến (Billing service) tiến hành trừ tiền và trả lại kết quả

cho streaming.

Bước 7: Streaming nhận kết quả trừ tiền thành công thì chuyển đến bước 8,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

không thì chuyển đến bước 9.

46

Bước 8: Streaming nhận và xử lý dữ liệu từ xử lý media (Media Process) và

truyền dữ liệu streaming tới khách hàng. Trong quá trình đó, nếu người dùng gửi lệnh

STOP thì chuyển đến bước 9.

Bước 9: Streaming kết thúc phiên làm việc.

Bước 10: Streaming đóng kết nối với khách hàng và kết thúc.

Hinh 2-18: Biểu đồ luồng sự kiện phân hệ xem truyền hình (Live Streaming)

Bước 1: Khách hàng kết nối đến streaming thông qua URL đã được mã hóa.

Bước 2: Streaming nhận kết nối từ khách hàng, và gửi yêu cầu xác thực URL

tới mô đun dịch vụ MobileTV.

Bước 3: Mô đun dịch vụ MobileTVgiải mã URL và kiểm tra có hợp lệ hay

không sau đó gửi lại kết cho streaming.

Bước 4: Nếu kết quả trả về là hợp lệ thì streaming tạo phiên làm việc với

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

khách hàng, không thì chuyển đến bước 11.

47

Bước 5: Streaming gửi yêu cầu trừ giờ (MSISDN + second) tới billingservice.

Bước 6: Billing service tiến hành trừ giờ và trả lại kết quả cho streaming. Bước 7: Streaming nhận kết quả trừ giờ thành công thì chuyển đến bước 8,

không thì chuyển đến bước 10.

Bước 8: Streaming nhận và xử lý dữ liệu từ xử lý media (Media Process) và

truyền dữ liệu streaming tới khách hàng trong thời gian block là second. Trong quá trình đó, nếu người dùng gửi lệnh STOP thì chuyển đến bước 9. Nếu hết thời gian

block thì chuyển đến bước 5.

Bước 9: Streaming tính toán thời gian chưa xem hết của khách hàng trong một

block và gửi lệnh cộng giờ tới billing service.

Bước 10: Streaming kết thúc phiên làm việc.

Bước 11: Streaming đóng kết nối với khách hàng và kết thúc.

2.6.5 Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http adaptive streaming

Apple đã đưa ra chuẩn giao tiếp adaptive streaming, adaptive streaming tự động điều

chỉnh băng thông mạng theo các điều kiện khác nhau. Ví dụ, trong điều kiện chất lượng

mạng thấp thì máy chủ chạy Streaming sẽ tự động chọn luồng tín hiệu có chất lượng thấp để

phục vụ khách hàng và ngược lại.

Trong khi hầu như tất cả các giao thực streaming video cũ sử dụng giao thức rtsp/rtp

thì ngày nay công nghệ streaming http đang thể hiện rất hiệu quả ưu điểm của mình.

Công nghệ này hoạt động bằng cách phát hiện băng thông của người dùng và khả

năng của cpu để thực hiện điều chỉnh luồng tín hiệu video cho hợp lý. Công nghệ này yêu

cầu nguồn tín hiệu đầu vào được mã hóa ở nhiều tốc độ bitrate khác nhau.Máy điện thoại

người dùng sẽ chuyển giữa các bitrate này để đạt được chất lượng hiển thị tốt nhất.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Phận hệ gồm 5mô đun chính sau:

48

Hình 2-19: Module đáp ứng yêu cầu

Thực hiện nghiệp vụ đáp ứng yêu cầu xem LiveTV hoăc VOD của khách hàng

thông qua giao thức HTTP. Về mặt nghiệp vụ thì tương đương với nghiệp vụ của hệ

thống streaming theo giao thức rtsp

Xác thực yêu cầu (Validate URL): thực hiện nhân yêu cầu đã được mã hóa từ người

dùng. Nếu yêu cầu từ người dùng đến hệ thống vượt quá 15s. Hệ thống sẽ không thực hiện

giải mã và báo về cho người dùng theo các kịch bản cụ thể. Nếu thỏa mã điều kiện trên hệ

thống sẽ thực hiện giải mã yêu cầu theo chuẩn DES và Base64. Dữ liệu giải mã này sẽ được

tryền cho các mô đun khác trong phân hệ.

Ghi thông tin log (Logging): thực hiện ghi log về hiện trang hệ thống cùng các yêu

cầu của người dùng, các hành động của người dùng nhằm phục vụ quá trình dò lỗi hệ thống.

Trừ giờ xem live - SubTime: thực hiện trừ thơi gian khi khách hàng xem các kênh

truyền hinh trên hệ thống. Thời gian ở đâu được khách hàng mua khi đăng ký dịch vụ

Đếm số người dùng (Count use): đếm số người dùng đang thực hiện xem video,

kênh truyền hình trên hệ thống.

HTTPrequest/respond: nhận yêu cầuHTTP từ người dùng cuối (client) từ đó

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

thực hiện các nghiệp vụ trả lời các yêu cầu sau đó gửi trả đường dẫn đến tệp media.

49

Hình2-20: Mô hình luồng dữ liệu Live Streaming

2.6.6 Phân hệ streaming theo băng thông mạng - http smooth streaming

Gần đây, Microsoft windows cũng đã đưa ra một chuẩn Streaming http mới là chuẩn

Smooth streaming. Về cơ bản công nghệ thì vẫn là streaming theo băng thông mạng nhưng

đây là một chuẩn riêng cho các điện thoại chạy hệ điều hành Windows phone 7 trở đi.

Phận hệ gồm 5 mô đungiống như phân hệ http adaptive streaming: Thực hiện

nghiệp vụ đáp ứng yêu cầu xem LiveTV hoăc VOD của khách hàng thông qua giao

thức HTTP. Về mặt nghiệp vụ thì tương đương với nghiệp vụ của hệ thống streaming

theo giao thức rtsp

2.6.7 Mô hình quy hoạch mạng

Mô hình quy hoạch mạng được xây dựng nhằm mục đích quy hoach các dải ip phục vụ cho hệ thống, giúp tối ưu hóa băng thông, sắp xếp các server trên khay cho hợp lý, cầu

hình tường lửa cho hệ thống. Hệ thống gồm có các dải IP sau:

Dải IP 3G: phục vụ cho kết nối từ điện thoại vào hệ thống, gồm có các kết nối đến

máy chủ streaming.

Dải IP nội bộ: phục vụ cho các giao tiếp nội bộ, các kết nối CSDL, mount, truyền

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

luồng tín hiệu sau mã hóa của tiến trình mã hóa trực tuyến.

50

Dải IP Internet: phục vụ cho các nhà cung cấp nội dung đăng nhập và đăng bài viết

lên lện thống.

Dải IP nhận luồng tín hiệu: phục vụ cho việc nhận tín hiệu luồng UDP từ đài truyền

hình đẩy về qua đường cáp quang.Là đầu vào cho tiến trình mã hóa trực tuyến.

Hinh 2-21: Mô hình quy hoạch mạng

2.6.8 Mô hình cân bằng tải hệ thống

Mô hình cân băng tải hệ thống được xây dựng nhằm mục đích chia sẻ tải cho các mô

đun trong hệ thống và giúp cho hệ thống chạy ổn định nhất trong các điều kiện gặp lỗi máy

chủ có thể xảy ra.

Hệ thông streaming sử dụng công cụ LVS-keepalived để cấu hình cân bằng tải cho

hệ thống. Với mô hình này khi 2 hay nhiều máy chủ cùng loại được cầu hình sẽ có một ip ảo

định danh cho các máy chủ đó. Các yêu cầu đến các máy chủ này sẽ phải thông qua IP

ảo.Với cơ chế này sẽ giúp phát hiện các máy chủ gặp lôi và gửi gói tin đến các máy chủ khác

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

trong cụm.

51

Hình1-22: Mô hình cân bằng tải

2.6.9 Mô hình triển khai hệ thống

Mô hình triển khai hệ thông là mô hình cuối cùng được đưa ra trước khi hệ

thống được triển khai.Cung cấp cái nhìn về toàn bộ máy chủ, các cấu hình, các dải ip

của hệ thống.Ngoài ra mô hình này là cơ sở để định cỡ phần cứng đối với từng yêu

cầu bài toán cụ thể.

Với hệ thông streaming cho MobileTV, các máy chủ streaming tín hiệu truyền hình

được gom nhóm lại vào được cài đăt trên 3 máy chủ vật lý (mỗi máy ảo hóa thành 4 máy

ảo). Các máy chủ mã hóa video, streaming file video được cài đặt trên các máy ảo trên cùng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

một máy chủ vật lý.Các máy chủ mã hóa tín hiệu truyền hình chạy trên các máy chủ vậy lý.

52

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 2-23: Mô hình triển khai

53

CHƢƠNG 3.

ÁP DỤNG HỆ THỐNG STREAMING CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG SỬ

DỤNG HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID

3.1 Giới thiệu hệ thống Streaming Server

Một Video được đặt trên máy chủ web truyền thống, nó vẫn cho phép người

dùng xem qua internet bằng một phần mềm xem Video hoặc thông qua trình duyệt cài

Plugin adobe flash player... Nhưng nhược điểm khi xem Video qua web Server (tức là

qua giao thức http) hệ thống không có khả năng giới hạn số lượng người xem trong

cùng một thời điểm, không có khả năng điều chỉnh độ phân giải Video dựa vào tốc độ

mạng phía Client... Khi số lượng người dùng lớn cùng vào xem trên một Server thì

khả năng dẫn đến Server không thể phục vụ được là rất cao. Hệ thống Streaming

Server ngày nay cung cấp rất nhiều giao thức tốt, tương thích với đa nền tảng như đối

với hệ điều hành Android thì giao thức được hỗ trợ mạnh nhất là RTSP, với hệ điều

hành của Apple là HLS, với công nghệ của Adobe là RTMP và HDS, với Microsoft

là Microsoft Smooth Streaming...

Hình 3-1: Khả năng tự điều chỉnh chất lượng video dựa theo tốc độ mạng và theo

thiết bị đầu cuối

Bên cạnh các giao thức Streaming mạnh như trên, hệ thống Streaming Server

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

còn hỗ trợ công nghệ mã hóa có khả năng nén dữ liệu rất cao mà không làm ảnh

54

hưởng nhiều đến chất lượng Video. Thuật toán mã hóa hình ảnh hiện đang được dùng

phổ biến nhất là H264, nó tiết kiệm dung lượng bộ nhớ bằng cách sử dụng nền chung

cho các khung hình tiếp theo, và chỉ ghi lại các chuyển động mới, nhưng việc ghi lại

chuyển động mới cũng rất linh hoạt.

Với một máy chủ có khả năng chia sẻ video theo cách truyền thống như

Webserver, nó không thể cung cấp hình ảnh và âm thanh theo thời gian thực. Vì thế

các ứng dụng truyền hình trực tiếp như thể thao, live show ca nhạc...sẽ không thể

cung cấp cho người dùng được. Video Streaming Server ngày nay mang lại khả năng

cung cấp nhiều chương trình TV trực tiếp, cung cấp dịch vụ giám sát trực tuyến bằng

cách truyền tải hình ảnh từ camera đến người dùng ở nhiều nơi...

3.2 Các hệ thống Server Streaming phổ biến

Wowza Media Server cùng với Adobe Flash Media Server (FMS) và Red5 là

ba phần mềm Streaming Server tốt nhất hiện nay.Trong khi Red5 miễn phí nhưng

phải tùy biến thêm, FMS thì quá mắc (phiên bản FMIS tới 4.500$), Wowza lại là một

lựa chọn khá tốt với giá phù hợp (1.000$).Trong luận văn này em sử dụng hệ thống

Wowza Media Server với bản quyền 6 tháng để xây dựng các chức năng

streaming.Wowza Streaming là một hệ thống khá mạnh, dễ tùy biến và đang được sử

dụng để live streaming các camera giao thông về trung tâm dữ liệu của VOV.

Hai chức năng quan trọng của hệ thống Wowza là Vod (streaming video có

sẵn trên máy chủ Wowza) và Live (truyền hình trực tiếp hình ảnh từ camera và âm

thanh đến người dùng).Em sẽ đi trình bày lần lượt 2 tính năng trên.

Hình 3-2: Hai chức năng chính của Wowza Streaming là Live và Vod

3.3 Phân tích yêu cầu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

3.3.1 Yêu cầu người dùng

55

 Yêu cầu 1 (YC1):Có thể xem được các video từ trên internet dưới dạng

streaming mà không phải tải toàn bộ đoạn video về máy trước khi chạy.

 Yêu cầu 2 (YC2): Hệ thống phải cung cấp cho người sử dụng tìm kiếm một

tên video nào đó nhanh chóng, có thời lượng độ dài video đi cùng.

 Yêu cầu 3 (YC3):Video được cập nhập thường xuyên, phong phú.

 Yêu cầu 4 (YC4):Người dùng có thể cập nhập các video mới có trên server.

 Yêu cầu 5 (YC5):Người dùng có thể thực hiện các thao tác đối với chương

trình chạy video ở thiết bị như có thể tua, tạm dừng, tắt hay chạy lại video từ đầu (đối

với Vod).

 Yêu cầu 6(YC6): Thuận tiện, dễ sử dụng đối với người sử dụng.

3.3.2 Yêu cầu hệ thống

Đối với hệ thống xem video trực tuyến dưới dạng streaming thì nó đòi hỏi một

số yêu cầu sau để có thể phát triển và trở lên phổ biến:

 Yêu cầu 7 (YC7): Công nghệ xử lý kĩ thuật ở hệ thống: cho phép phát video

dưới dạng streaming để thiết bị có thể tải về và chạy video dưới dạng streaming. Đây

là điều kiện cần để các nhà phát triển, cho dù không cùng kĩ thuật nhưng cũng có thể

sử dụng hệ thống để phát triển phần mềm cho riêng mình.

 Yêu cầu 8 (YC8): Công nghệ xử lý kĩ thuật ở trên thiết bị chạy hệ điều hành

mã nguồn mở Android: phần mềm phải tự động kết nối đến server, tải video về phát

video dưới dạng streaming. Đòi hỏi kĩ thuật phải hạn chế tối đa độ trễ để không gây

ra hiện tượng video đang xem bị giật hoặc phải chờ quá lâu.

 Yêu cầu 9 (YC9): Đường truyền sử dụng công nghệ 3G hoặc Wifi, hạn chế

độ trễ để khi xem video không bị giật, bị trễ.

 Yêu cầu 10 (YC10): Giao diện trên thiết bị di động phải thân thiện, đơn

giản, dễ sử dụng cho nhiều lứa tuổi.

3.4 Những khó khăn

 Hệ điều hành trên điện thoại hầu như không hỗ trợ các kết nối trực tiếp đến

cơ sở dữ liệu, và Android cũng vậy, nó cũng không cung cấp các kết nối trực tiếp

đến cơ sở dữ liệu.

 Không có thiết bị đúng thông số kỹ thuật, không có đường truyền tĩnh riêng,

sử dụng máy PC đôi khi không phù hợp với thực tế hay có lỗi, giá thành phần mềm

Server quá đắt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

3.5 Giải pháp triển khai 2 Module Vod và Live

56

3.5.1 Module Vod của Wowza Streaming 3.5.1.1 Mô hình Module

 Vod là viết tắt của cụm từ Video On Demand, tức là streaming video theo

yêu cầu của người dùng. Trên hệ thống Wowza, mặc định các video được tải lên thư

mục Content (nằm trong thư mục cài đặt Wowza). Ở Việt Nam hiện nay, chức năng

Vod được sử dụng rất nhiều. Vod cung cấp video cho các dịch vụ học tập qua

internet, giải trí qua điện thoại thông minh...Để thử nghiệm chức năng Vod của

Wowza em đi xây dựng một ứng dụng học tiếng Anh qua điện thoại chạy trên hệ điều

hành Android. Ứng dụng này lấy nguồn video bài giảng từ server Wowza.

Hình 3-3: Mô hình hoạt động của phần mềm

3.5.1.2 Phần mềm mô phỏng học tiếng Anh bằng Video trên điện thoại di động

Adroid tạm gọi là Demo Vod.

Mô hình hoạt động của phần mềm như sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

 Phía Server: Các file video được lưu trữ trên thư mục content của Wowza,

57

các file video này được quản lý bởi module Vod. Vod hỗ trợ nhiều định dạng video

như mp4, 3gp, flv...nhưng được khuyến nghị lưu ở định dạng mp4 với công nghệ mã

hóa H264.

 Phần quản lý nội dung hiển thị trên phần mềm Demo Vod: Phần này thực

chất là một website có chức năng quản lý bài học (quản lý link kết nối đến file video

trong thư mục content, quản lý tiêu đề bài học...). Phần mềm DemoVod sẽ kết nối đến

website này để lấy nội dung.

 Phần mềm Demo Vod: Đây là một ứng dụng chạy trên Android, nó lấy nội

dung bài học từ websitethông qua một API. Nội dung lấy về bao gồm tiêu đề bài học

và link video theo giao thức RTSP đến server Wowza. Khi người dùng bấm vào bài

học cần xem, DemoVod sẽ kết nối đến module Vod và tải dữ liệu video về hiển thị

cho người dùng.

3.5.1.3 Một số hình ảnh về phần mềm Demo Vod

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

58

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 3-4: Các chức năng của phần mềm học tiếng Anh

59

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 3-5: danh sách Video được lấy về từ website quản lý bài học

60

Hình 3-6: xem Video được streaming từ module Vod của Wowza server

3.5.1.4 Đoạn Code cấu hình kết nối đến Website để lấy nội dung:

Sau khi có được link Video, ứng dụng trên Android có thể streaming nội dung

từ server Wowza về điện thoại

3.5.1.5 Code dùng để xem Video trên ứng dụng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

61

3.5.1.6 Quản lý Module Vod trên Wowza

Đầu tiên chúng ta đăng nhập vào hệ thống quản trị Wowza theo đường link:

http://ip-wowza:8088/enginemanager. Tiếp theo để vào module Vode chúng ta vào

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

phần Application chọn Vod.

62

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 3-7: Giao diện quản lý Vod

63

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 3-8: Cấu hình các giao thức hỗ trợ

64

Hình 3-9: Cấu hình bảo mật

Ngoài ra chúng ta có thể cấu hình nâng cao hơn các chức năng của Vod trong

file:[install-dir]/conf/vod/Application.xml

Ví dụ về cấu hình độ mượt khi streaming:

cupertinostreaming,smoothstreaming,sanjosestreaming,mpegdash

streaming

3.5.2 Module Live của Wowza Streaming 3.5.2.1 Chức năng Live của Wowza Streaming

Đây là module hỗ trợ Streaming Video theo thời gian thực, nguồn Video có

thể được lấy từ các Camera IP, camera điện thoại, kênh Tivi...

Trong phần demo chức năng Live, em đi xây dựng một ứng dụng Android tạm

gọi là DemoLive. Ứng dụng này lấy hình ảnh từ camera trên điện thoại để streaming

lên server Wowza theo giao thức RTSP (đây là giao thức được hỗ trợ mạnh nhất trên

Android). Sau đó module Live của Wowza sẽ tiếp nhận và xử lý để luồng video

truyền lên có thể xem trên nhiều thiết bị client khác nhau như: PC, Mobile, Smart

TV...Module Live có khả năng truyền hình ảnh nhận được theo nhiều giao thức như

RTSP, RTMP, HLS...Nó cũng hỗ trợ ghi lại các video được truyền lên để có thể xem

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

lại về sau.

65

Hình 3-10: mô hình hoạt động của phần mềm DemoLive

Phía máy khách có thể xem Video trực tuyến thông qua trình duyệt (giao thức

RTMP), thông qua phần mềm VLC (rtsp, rtp, mms).

3.5.2.2 Tạo tài khoản trên Wowza Server

Để điện thoại có thể truyền được hình ảnh lên server Wowza ta vào menu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Server rồi chọn Publishers để tạo 1 tài khoản kết nối từ điện thoại lên máy chủ.

66

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

67

Hình 3-11: Đăng ký tài khoản

Sau khi đã có tài khoản kết nối đến module Live của Wowza ta đi xây dựng

ứng dụng DemoLive trên Android để truyền hình ảnh lên server. Mở eclipse để tạo

một dự án Android, dự án này sử dụng thư viện libstreamingđể mã hóa và truyền

Video đi theo giao thức RTSP.

Hình 3-12: Thư viên Video Streaming

3.5.2.3 Code tạo giao diện và kết nối đến Server Wowwza

Trong fileAndroidManifest.xmlcủa dự án DemoLive ta thêm các quyền truy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

cập Camera, kết nối internet, lấy âm thanh, ghi dữ liệu lên bộ nhớ cho ứng dụng.

68

Tạo một giao diện hiển thị hình ảnh cho ứng dụng DemoLive:

Cấu hình kết nối đến server Wowza:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Khởi tạo kết nối và truyền hình ảnh đến server qua giao thức RTSP:

69

Sau khi đã xong phần ứng dụng trên Android chúng ta đi tạo một trang web có

khả năng xem video theo giao thức RTMP được streaming từ module Live của server

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Wowza.

70

Hình 3-13: Xem hình ảnh được truyền từ camera lên Wowza thông qua trình duyệt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Hình 3-14: Video thu được từ Camera trên điện thoại

71

Hình 3-15: lựa chọn chất lượng Video truyền lên server

Hình 3-16: Xem hình ảnh Live camera thông qua phần mềm VLC player

3.6 Chạy thử và đối chiếu với một số yêu cầu đề ra

3.6.1 Tìm kiếm

Khi ta muốn tìm kiếm trên hệ thống một video có tên bất kỳ, ta sẽ duyệt trên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

màn hình tất cả các Video cần xem sau đó chọn nó (đối với phần mềm học tiếng anh).

72

Hình 3-17: Tìm kiếm Video.

Còn nếu dữ liệu có về trên hệ thống sẽ trả về màn hỉnh hiên thị của thiết bị và

hiển thị ra ở vị trí đầu tiên của danh sách, còn nếu không có thì danh sách các video

ban đầu vẫn được giữ nguyên không thay đổi.

Thử nghiệm khi dùng chức năng này tìm kiếm một video theo tên : thành

công.(YC2).

3.6.2 Cập nhật

Người có thể copy Video vào trong thư viện Media Library hoặc có thể dung

Live để truyền trực tiếp trên. Trường hợp nếu danh sách video hiển thị trên thiết bị đã

là mới nhất thì giao diện sẽ được giữ nguyên, còn nếu có video mới cập nhập trên hệ

thống, thì thông tin tên và độ dài của video này sẽ được hiển thị trên đầu danh sách

video hiện đang hiển thị trên thiết bị.

Thử nghiệm khi dùng chức năng này cập nhập các video mới : thành

công.(YC3, YC4).

3.6.3 Streaming

Sau khi đã lựa chọn được video người dùng muốn xem, họ bấm vào Video cần

xem, hiển thị sẽ chuyển sang một giao diện mới điều khiển các hoạt động của video.

Để kiểm thử các chức năng của chức năng Streaming, ta thử tiến hành

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

streaming một số video:

73

Mô tả video thứ nhất:

Tên : Module1.

Độ dài: 7 phút 58 giấy.

Dung lƣợng: 27.6Mb.

Định dạng H263, .3GP.

Rtsp://192.168.0.50:1935/vod/module1.mp4

Kết quả streaming : đã streaming và chạy video thành công.

Thời gian chờ đến khi vieo bắt đầu chạy: 1giây(YC1)

Tốc độ streaming: 428kbps

Đánh giá các chức năng: Pause, Play, Stop, Reset, Seek, Back: thành

công.(YC6).

Mô tả video thứ 2:

Tên : Module2

Độ dài: 10phút 30 giây.

Dung lƣợng: 41.6Mb.

Định dạng H264, .3GP.

Rtsp://192.168.0.50:1935/vod/module2.mp4

Kết quả streaming : đã streaming và chạy video thành công.

Thời gian chờ đến khi vieo bắt đầu chạy: 1giây(YC1)

Tốc độ streaming: 471kbps

Đánh giá các chức năng: Pause, Play, Stop, Reset, Seek, Back: thành

công.(YC6).

Mô tả video thứ 3

Tên : Module3

Độ dài: 12 phút 56 giây.

Dung lƣợng: 42,2Mb.

Định dạng H264, .3GP.

Rtsp://192.168.0.50:1935/vod/module3.mp4

Kết quả streaming : đã streaming và chạy video thành công.

Thời gian chờ đến khi vieo bắt đầu chạy: 1 giây(YC1)

Tốc độ streaming: 435kbps

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Đánh giá các chức năng: Pause, Play, Stop, Reset, Seek, Back: thành

74

công.(YC6)

3.6.4 Hướng dẫn cài đặt

Nếu cài đặt chạy thử trên máy tính thì phải làm những bước sau đây:

 Cần mở những port nào trên Modem như: 8088, 1935, 88 …

 Những phần mềm cần thiết để tiến hành cài đặt.

- Server Wowza: phiên bản cho Windows 4.1 (thử nghiệm 6 tháng).

- appserv-win32-2.5.10 để chạy web php.

- Phần mềm VLC để có thể demo thêm 1 ứng dụng xem streaming.

 Các bước cài đặt Server (phần mềm cài trên Server)

Bước 1: Cài wowza 4.1.0:

http://www.mediafire.com/download/zawsqcox3gnaalw/WowzaStreamingEngine-

4.1.0.exe

Key:

ET1A4-f6ptR-XMhxR-R6EEX-Apuyz-3TWex-Dm86ejA3v6W

Hoặc: ET1A4-wjXmE-jV87r-z6rpx-PTBvW-mfEwh-7MA8aQx6ydmk

Trong quá trình cài đặt server yêu cầu đặt user và mật khẩu để truy cập vào

quản lý. Đồng bộ việc đặt tài khoản là: datnd/123456

Bước 2: Cài appserv-win32-2.5.10

- Đưa thư mục live lên thư mục web của appserv, trang này để xem demo

live. Cần cấu hình lại IP của demolive trong file index.html. Download thư mục live

tại: http://www.mediafire.com/download/u0g3dtn337drth7/live.rar

Truy cập địa chỉ: http://ip:88/live để xem demo live

- Đưa trang quản lý nội dung hiển thị trên demoVod lên server web.

Download code:

http://www.mediafire.com/download/6n0rchd6gwk46pr/Trang+web+quan+ly+noi+d

ung+hien+thi+cho+DemoVod.rar

Sau khi dow xong đưa thư mục linkvideo lên thư mục www của appserv và

add database vào mysql, sửa lại file wp-config.php. Sau đó đăng nhập vào quản lý nội

dung: http://ip:88/linkvideo/wp-admin

Tài khoản: datnd/123456

 Các bước cài đặt trên PC (phần mềm cài trên PC nếu có)

Trên PC cài phần mềm VLC, để mở thử 1 video demo ta bật VLC lên rồi chọn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Media->Open Network Stream-> paste link rtsp://ip:1935/vod/sample.mp4

75

Các video sẽ được đặt trong thư mục C:\Program Files (x86)\Wowza Media

Systems\Wowza Streaming Engine 4.1.0\content

Vì thế muốn demo video nào chỉ cần để trong thư mục content.

- Lấy link demo: xem trên thiết bị hỗ trợ Adobe HDS thì link dạng:

http://172.16.6.100:1935/vod/mp4:sample.mp4/manifest.f4m

Xem trên iOS thì link dạng:

http://172.16.6.100:1935/vod/mp4:sample.mp4/playlist.m3u8

Xem trên Android: rtsp://172.16.6.100:1935/vod/sample.mp4

Xem trên Adobe flash: rtmp://172.16.6.100:1935/vod/sample.mp4

 Các bước cài đặt trên điện thoại (phần mềm cài trên điện thoại)

- Có 2 ứng dụng chạy trên điện thoại là demoVod và demoLive. Cả 2 ứng

dụng này đều đang fix cứng kết nối đến server .

Trên server Wowza vào phần Publisher tạo 1 tài khoản là datnd/123456 để ứng

dụng Android kết nối đến Wowza.

Phần STREAM_URLsẽ được sửa sau khi cài đặt xong server.

- DemoVod đang kết nối đến trang web theo địa chỉ: Url =

"http://192.168.0.50:88/linkvideo/?json=get_category_posts&category_id="; để lấy

dữ liệu hiển thị.

 Cách đưa thêm Video vào và xóa

Video được đưa vào thư mục: C:\Program Files (x86)\Wowza Media

Systems\Wowza Streaming Engine 4.1.0\content. Hiện thời sẽ thêm và xóa bằng tay.

Các hệ thống triển khai thật thường chạy trên Linux, tùy vào nhu cầu sử dụng mà

người ta có thể cài thêm Webmin hay ứng dụng khác để thêm, xóa video.

3.6.5 Một số vấn đề

Rất ít video có thể chạy được ứng dụng Streaming video dựa trên những hỗ trợ

có sẵn trên máy mà khóa luận này đưa ra, lý do là trong thời đại chất lượng của video

ngày càng phát triển, độ phân giải ngày càng cao thì trên thiết bị lại không hỗ trợ. Để

có thể chạy đươc một video bằng ứng dụng Streaming Video, thì tệp video đó phải là

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

định dạng H263 (.3gp, mp4), có thể coi là hiếm hiện nay.

76

KẾT LUẬN

 Các công nghệ nổi bật

 Công nghệ ảo hóa, giúp tiết kiệm chi phí, tối ưu server. Cho phép ảo hóa

server vật lý thành các server ảo khác nhau một cách linh hoạt.

 Công nghệ Load Balance, HA mềm giúp phân tải tốt cho hệ thống. Đảm

bảo hệ thống hoạt động ổn định

 Hệ thống cảnh báo, giám sát thông minh. Tự động vận hành, khắc phụclỗi

hệ thống. Công nghê Cache trong streaming. Công nghệ quảng cáo trêntruyền hình di

đông, streaming theo băng thông mạng

 Hệ thống CMS thuận tiện, cho phép điều khiển tắt bật toàn bộ hệ thống.

 Hệ thống Streaming tối ưu phục vụ được hàng chục ngàn người dùng đồng

thời, thiết kết dễ mở rộng tích hợp với hệ thống VAS khác

 Hệ thống Encode mềm giúp tiết kiệm chi phí cao. Dễ dàng vận hành, mở rộng.

 Giá trị mạng lại

 Giá trị mang lại cho khách hàng:

 Đem lại những trải nghiệm mới trên nền tảng các tính năng mới

 Cho phép người dùng xem truyền hình di động với chi phí thấp, chất lượng

hình ảnh mịn hơn trên thiết bị truyền hình di động

 Hỗ trợ tất cả các dòng điện thoại 3G trên thị trường

 Giá trị mạng lại cho doanh nghiệp

 Giảm 2/3 chi phí cho các doanh nghiệp khi đầu tư vào hệ thống.

 Chiếm lĩnh thị phần ở nhiều thị trường nước ngoài như: Mozabique, Peru,

Lào, Dongtimor. Kéo theo nhiều dịch vụ khác đi kèm.

 Là nền tảng hệ thống cho nhiều hệ thống khác như: Video conference, video

surveillance…

 Dễ dàng mở rộng, nâng cao hiệu năng hệ thống với chi phí thấp nhất

 Cung cấp cho người dùng nhiều kênh truyền hình giải trí chất lượng cao.

 Là nền tảng đưa quảng cao trên truyền hình di động vào thực tế và giảm phí

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

dịch vụ. Đem lại sự tăng trưởng bền vững cho các nhà cung cấp dịch vụ

77

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Real Time Streaming Protocol – wikipedia.org

2. Adaptive bitrate streaming - wikipedia.org

3. Apple HTTP Adaptive Streaming - wikipedia.org

4. Microsoft Smooth Streaming - microsoft.com

5. FFmpeg library - wikipedia.org

6. VLC library - videolan.org

7. Streaming Multimedia Architecture, e-paper

8. H.264/MPEG-4 AVC – Wikipedia, e-paper

9. Mobile TV-A Prologue, e-paper

10. Implementing Mobile TV, 2nd Edition, e-book

11. Bin Rong, “Video Streaming over the Internet using Application Layer

Multicast”, RMIT University, 2008.

12. Chung-Yan Chen, Yu-Wei Chen, “Design and Analysis of Streaming for P2P”,

Graduate Institute of Information and Logistics Management, National Taipei

University of Technology, 2013.

13. Luca Abeni, Csaba Kiraly, Renato Lo Cigno, “Scheduling P2P Multimedia

Streams: Can we achieve performance and robustness?”, 2009 IEEE.

14. L. Abeni, C. Kiraly, R. Lo Cigno, “Achiving performance and robustness in

P2P streaming systems”, University of Trento, Italy, Tech. Rep. TR-DISI-09-

041, 2009.

15. Xuemin Shen, Heather Yu, John Buford, Mursalin Akon, “Handbook of Peerto-

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

Peer”, Springer 2009.