Luận văn Thạc sĩ Công nghệ thông tin: Nghiên cứu mô hình truyền hình lai ghép HbbTV và xây dựng ứng dụng minh họa

Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu mô hình truyền hình lai ghép HbbTV và xây dựng ứng dụng minh họa là nghiên cứu tiêu chuẩn và kỹ thuật lập trình ứng dụng của truyền hình ghép HbbTV qua các phiên bản khác nhau (HbbTV 1.0, HbbTV 1.5, HbbTV 2.0). Từ đó xây dựng ứng dụng minh họa để mô tả cách thức hoạt động của truyền hình lai ghép HbbTV.

TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH HBBTV

Giới thiệu truyền hình HbbTV

HbbTV là công nghệ truyền hình mới kết hợp giữa truyền hình quảng bá và băng thông rộng, cung cấp dịch vụ giải trí qua SmartTV và STB Công nghệ này có thể hoạt động trên ba hạ tầng: truyền hình số mặt đất (DVB-T/T2), truyền hình số cáp (DVB-C/C2) và truyền hình số vệ tinh (DVB-S/S2), cho phép phát sóng kênh truyền hình quảng bá Các ứng dụng truyền hình internet của HbbTV cũng tương tự như IPTV, mang lại ưu điểm lớn nhất là khả năng xem đồng thời truyền hình quảng bá truyền thống và băng thông rộng trên các thiết bị hiện đại như Smart TV hoặc thiết bị cũ kết hợp với bộ giải mã tích hợp.

Hình 1.1: Tổng quan về truyền hình lai ghép HbbTV

CÁC DỊCH VỤ HBBTV TRÊN THẾ GIỚI VÀ KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI CHO MẠNG QUẢNG BÁ

Hướng phát triển dịch vụ ở các nước trên thế giới

Hiện nay, HbbTV đang phát triển mạnh mẽ và mở rộng ra toàn cầu, đặc biệt là ở châu Âu, với 35 quốc gia áp dụng công nghệ này Theo thống kê, có khoảng 300 ứng dụng và 35 triệu thiết bị hỗ trợ HbbTV Dưới đây là một số khảo sát về lượng người dùng internet trên tivi và các ứng dụng dịch vụ HbbTV từ các nhà đài ở các nước phát triển.

1 Khảo Sát về số liệu người dùng và các đài truyền hình sử dụng dịch vụ HbbTV [4]

- 38 triệu hộ gia đình thường xem tivi ở nhà

- Số người trung bình ở chung một nhà từ 2-6 người

- 28 triệu thiết bị hỗ trợ HbbTV được triển khai

- Trên 90% thiết bị đã kích hoạt mặc định hỗ trợ HbbTV

- Trên 5 triệu lượt người xem trên HbbTV mỗi ngày (Nguồn: ARD)

- 62% sử dụng nút đỏ trên HbbTV ít nhất một lần mỗi tuần (Nguồn: SevenOne Media)

- Các phiên bản HbbTV hiện đang được sử dụng: HbbTV 1.0 / 1.5

 Phân phối truyền hình lai ghép HbbTV:

Tất cả các dịch vụ HbbTV liên quan đến kênh truyền hình được phân phối qua các phương tiện như truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp và truyền hình kỹ thuật số mặt đất (DVB-T) Sắp tới, các dịch vụ HbbTV cũng sẽ được triển khai qua hệ thống truyền hình IPTV.

 Tỉ lệ tiếp cận HbbTV qua truyền hình:

Theo thống kê, tỷ lệ tiếp cận tín hiệu HbbTV qua các phương tiện truyền hình hiện nay là 46% qua truyền hình vệ tinh, 43% qua truyền hình cáp, 4% qua truyền hình số mặt đất (DVB-T) và 7% qua truyền hình IPTV.

 Các đài truyền hình tại Đức sử dụng dịch vụ HbbTV:

Thị trường truyền hình ở Đức bao gồm hai loại hình chính: truyền hình miễn phí (Free TV) và truyền hình tính phí (Pay-TV) Nhiều nhà đài như ARD, ZDF, ProSiebenSat.1 và RTL đã tích hợp dịch vụ HbbTV, mang đến trải nghiệm xem truyền hình đa dạng và tiện ích cho người dùng.

Truyền hình Đức bao gồm cả truyền hình miễn phí (Free-TV) và truyền hình tính phí (Pay-TV), cung cấp nhiều dịch vụ hữu ích như Catch-up TV (tối đa 7 ngày), EPG (dịch vụ lịch phát sóng), dự báo thời tiết, cổng thông tin và nhiều dịch vụ khác.

2 Dịch vụ HbbTV được cung cấp bởi các nhà đài truyền hình tại Đức [4]

- Erstes Deutsches Fernsehen (Das Erste): Là kênh truyền hình miễn phí tại Đức, các dịch vụ HbbTV đang được ứng dụng và triển khai trên kênh này bao gồm:

Hình 2.1: Các ứng dụng dịch vụ HbbTV trên kênh truyền hình Das Erste

Zweites Deutsches Fernsehen (ZDF) is a popular television channel based in Mainz, Rhineland-Palatinate, Germany The channel also offers various services through HbbTV applications, enhancing its viewer experience.

Hình 2.2: Các ứng dụng dịch vụ HbbTV trên kênh truyền hình ZDF

Truyền hình RTL là một công ty giải trí hàng đầu ở châu Âu, thuộc tập đoàn RTL, với hoạt động trên 51 đài truyền hình và 31 đài phát thanh tại 10 quốc gia Tại Đức, RTL cung cấp nhiều kênh truyền hình đa dạng phục vụ nhu cầu giải trí của khán giả.

 Các kênh truyền hình miễn phí: RTL HD, RTLII HD, HDL RTL HD, Super HD RTL, VOX HD, n-tv HD, RTLplus, Toggo plus

The article highlights various premium television channels including Crime HD, RTL International HD, RTL Living HD, RTL Passion HD, and GEO Television HD Additionally, it mentions on-demand video services such as TV NOW, Clipfish, and RTL II You, providing viewers with a diverse range of entertainment options.

Hình 2.3: Các ứng dụng dịch vụ HbbTV trên kênh truyền hình RTL

1 Khảo Sát về số liệu người dùng và các đài truyền hình sử dụng dịch vụ HbbTV [4]

- Theo khảo sát tại Pháp có 28 triệu hộ gia đình thường xuyên xem phim tại nhà và có khoảng hơn 200 đài truyền hình khác nhau

- Khoảng 10 triệu thiết bị hỗ trợ HbbTV đã được kích hoạt (Chiếm khoảng 37%)

- Thị trường tiềm năng khoảng 36%

- Gần như 100% các thiết bị được kích hoạt dịch vụ HbbTV theo mặc định

- Chuẩn HbbTV đang được sử dụng tại pháp: phiên bản 1.0 chiếm 40% và 60% đang dùng phiên bản HbbTV 1.5

- Khoảng 700 ngàn thiết bị đang được sử dụng dịch vụ HbbTV thường xuyên

- Dịch vụ HbbTV có sẵn trên khoảng 15 kênh

 Phân phối truyền hình lai ghép HbbTV:

Dịch vụ lai ghép HbbTV tại Pháp chủ yếu được cung cấp qua truyền hình kỹ thuật số mặt đất (TNT) và truyền hình vệ tinh miễn phí (FranSat) Hiện tại, chưa có kế hoạch phân phối dịch vụ HbbTV qua truyền hình cáp hoặc truyền hình IPTV.

 Tỉ lệ tiếp cận HbbTV qua truyền hình:

Theo thống kê, tại Pháp, tỉ lệ hộ gia đình sử dụng các dịch vụ truyền hình bao gồm DTT (45%), IPTV (43%), truyền hình vệ tinh (22%) và truyền hình cáp (8%) Dịch vụ HbbTV chỉ được áp dụng cho truyền hình kỹ thuật số mặt đất (DTT) và truyền hình vệ tinh.

 Các đài truyền hình tại Pháp sử dụng dịch vụ HbbTV:

Tại Pháp, các đài truyền hình cung cấp hai loại dịch vụ chính: dịch vụ truyền hình tính phí và dịch vụ miễn phí.

HbbTV hiện đang phát sóng 18 kênh và hơn 100 dịch vụ, trong đó nhiều đài truyền hình như TF1 và các kênh của France Télévisions bao gồm France 2, 3, 4, 5 và O đều tích hợp sẵn dịch vụ HbbTV.

24, C8, Canal Star, Canal+ (Cable only), Chérie 25, Gulli, iTELE, LCP, M6, NRJ12, TV5MONDE

 Dịch vụ HbbTV tại Pháp:

Tại Pháp, các đài truyền hình miễn phí và trả phí cung cấp dịch vụ HbbTV, bao gồm lịch phát sóng EPG, video theo yêu cầu (VOD), cổng thông tin, dịch vụ dự báo thời tiết và các dịch vụ bình chọn.

2 Dịch vụ HbbTV được cung cấp bởi các nhà đài truyền hình tại Pháp [4]

- TF1: Là một kênh truyền hình của Pháp, được quản lý bởi tập đoàn

TF1, nó cũng được xem là một kênh truyền hình được xem nhiều nhất ở châu Âu, cung cấp một số ứng dụng trên nền tảng HbbTV

Hình 2.4: Các ứng dụng dịch vụ HbbTV trên kênh truyền hình TF1

M6 là một kênh truyền hình nổi tiếng tại Pháp, thuộc sở hữu của M6 Group, nơi sở hữu nhiều kênh truyền hình khác nhau Nội dung chủ yếu của M6 tập trung vào các chương trình tạp chí, ẩm thực, sản xuất phim và các nội dung truyền thống M6 Group là một phần của tập đoàn RTL và cũng cung cấp nhiều ứng dụng dịch vụ trên nền tảng truyền hình thông minh HbbTV.

Hình 2.5: Các ứng dụng dịch vụ HbbTV trên kênh truyền hình M6

Arte là một kênh truyền hình công cộng của Pháp và Đức, tập trung chủ yếu vào các chương trình về văn hóa và nghệ thuật Kênh này tích hợp nhiều ứng dụng trên nền tảng truyền hình lai ghép HbbTV, mang đến trải nghiệm phong phú cho người xem.

Hình 2.6: Các ứng dụng dịch vụ HbbTV trên kênh truyền hình ZDF

1 Khảo Sát về số liệu người dùng và các đài truyền hình sử dụng dịch vụ

- Có khoảng 9 triệu hộ gia đình thường xuyên xem Tivi tại nhà

- Triển khai dịch vụ HbbTV từ năm 2014

- Tiêu chuẩn HbbTV 1.5 đang được sử dụng chủ yếu ở Australia với Marlin or PlayReady (FreeviewPlus)

- Có khoảng 6 kênh cung cấp dịnh vụ HbbTV

- Phân phối truyền hình lai ghép HbbTV tại Australia

- Tất cả các dịch vụ HbbTV tại Autralia đều được phân phối qua truyền hình kỹ thuật số (DTT), truyền hình vệ tinh và truyền hình cable

 Tỉ lệ tiếp cận HbbTV qua truyền hình

Khả năng triển khai HbbTV cho mạng quảng bá

2.2.1 Thách thức của kết nối băng rộng đến truyền hình quảng bá

Kết nối băng rộng đang mở ra nhiều lựa chọn giải trí phong phú cho khán giả, vượt ra ngoài các chương trình truyền hình truyền thống Sự xuất hiện của các loại hình nội dung giải trí mới đang làm thay đổi thói quen và nhu cầu tiêu dùng giải trí của nhiều người, đặc biệt là giới trẻ, khiến truyền hình ngày càng mất đi sức hút.

Video trực tuyến ngày càng phổ biến, đáp ứng nhu cầu người xem tốt hơn cả truyền hình truyền thống nhờ tính đa dạng và khả năng truy cập mọi lúc, mọi nơi Việc thành lập kênh video giải trí trên internet dễ dàng hơn so với kênh truyền hình thông thường, với sự tham gia sáng tạo từ chính người xem Các thiết bị phần cứng và phần mềm hiện có hỗ trợ việc tạo ra nội dung mà không cần quy trình sản xuất chuyên nghiệp Hạ tầng internet giúp phân phối sản phẩm giải trí đến người dùng mà không bị giới hạn bởi khoảng cách địa lý Người xem có thể tiếp cận các chương trình truyền hình qua internet, và hầu hết các chương trình giải trí, giáo dục có thể xem lại bất kỳ lúc nào, mang lại sự thoải mái và chủ động cho người xem.

20 chương trình truyền hình hấp dẫn trên các thiết bị mới như máy tính bảng và điện thoại thông minh giúp các đài truyền hình thích ứng với nhu cầu của khán giả trong môi trường giải trí đang thay đổi, đồng thời nâng cao giá trị của nội dung hiện có.

2.2.2 Khả năng cung cấp dịch vụ HbbTV của nhà quảng bá

Chuẩn HbbTV ra đời trong bối cảnh thị trường thiết bị truyền hình đang chuyển mình, cho phép người dùng truy cập các nội dung băng thông rộng, mở ra nhiều cơ hội cho các bên tham gia vào lĩnh vực truyền hình lai ghép Sự cạnh tranh trong dịch vụ băng rộng cho thiết bị truyền hình ngày càng trở nên khốc liệt, với ranh giới giữa nhà sản xuất thiết bị phần cứng và nhà cung cấp dịch vụ ngày càng mờ nhạt Các nhà cung cấp phần cứng thường tích hợp dịch vụ riêng vào sản phẩm thông qua cổng truy cập, trong khi đó, nhà cung cấp dịch vụ cũng phát triển các sản phẩm phần cứng như GoogleTV hay OperaTV để phục vụ nhu cầu truy cập dịch vụ của người dùng.

Trong môi trường HbbTV, dịch vụ băng rộng đóng vai trò quan trọng, cho phép mọi nhà cung cấp dịch vụ internet tham gia phát triển dịch vụ HbbTV Việc điều chỉnh các dịch vụ hiện có để tương thích với HbbTV không quá phức tạp, nhờ vào lợi thế phát triển dịch vụ trên nền web Đối với mạng quảng bá, HbbTV mở ra cơ hội triển khai các dịch vụ đặc biệt, tận dụng dòng thông tin quảng bá - một yếu tố cốt lõi trong hệ thống Nếu thiết bị tích hợp cổng dịch vụ, thì dịch vụ "nút đỏ" của nhà quảng bá cũng cung cấp tính năng tương tự cho khán giả "Nút đỏ" luôn sẵn sàng khi xem chương trình, dễ dàng nhận diện khi chuyển kênh và có thể cập nhật thường xuyên, giúp người dùng tiếp cận dễ dàng hơn so với cổng dịch vụ tích hợp trên bất kỳ thiết bị HbbTV nào.

Nội dung chương trình là tài sản quý giá nhất của nhà quảng bá, mang lại lợi thế cạnh tranh trong việc triển khai dịch vụ HbbTV Điều này cho phép cung cấp các dịch vụ như catch-up và video theo yêu cầu, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng.

Dịch vụ EPG hiện nay có khả năng chuyển đổi sang HbbTV, cho phép thay đổi giao diện linh hoạt và cung cấp nhiều chức năng hấp dẫn hơn so với EPG truyền thống Tính năng tùy biến này giúp kết hợp thêm thông tin giá trị cho nhà quảng bá, như việc tích hợp logo quảng cáo, nâng cao trải nghiệm người dùng.

Trong vai trò kiểm soát thông tin quảng bá và nội dung phát sóng, ứng dụng theo ngữ cảnh có thể kết hợp hai yếu tố này để tăng sức hấp dẫn cho chương trình Ứng dụng này xuất hiện đúng thời điểm, mang lại trải nghiệm tương tác thực sự cho người xem Thiết kế ứng dụng sẽ được điều chỉnh phù hợp với nội dung chương trình, và trong chuỗi giá trị dịch vụ truyền hình lai ghép, lợi thế này chỉ thuộc về nhà quảng bá.

2.2.3 Khả năng triển khai HbbTV tại Việt Nam

Truyền hình số quảng bá tại Việt Nam chính thức bắt đầu phát sóng vào đầu năm 2014 qua hệ thống DVB-T2 Tuy nhiên, thiết bị thu hiện có trên thị trường còn hạn chế, chủ yếu là một số TV thế hệ mới hỗ trợ DVB-T2 theo quy định của Bộ Thông tin và Truyền thông Do truyền hình quảng bá số còn trong giai đoạn khởi đầu và iTV chưa phát triển, việc triển khai các dịch vụ iTV trên hệ thống mới sẽ không gặp khó khăn về tương thích thiết bị.

Internet đã phát triển nhanh chóng, mang đến nhiều nội dung và dịch vụ đa dạng Sự hội tụ internet trên các thiết bị di động thông minh đã được người dùng chào đón nồng nhiệt Đối với TV, kết nối internet đã trở thành một tính năng thiết yếu HbbTV tận dụng công nghệ web hiện có để phát triển và điều chỉnh các dịch vụ, nhằm tạo ra những trải nghiệm giải trí mới mẻ cho người dùng.

Theo xu hướng hiện nay, các TV thế hệ mới và đầu thu kỹ thuật số (STB) đều tích hợp tính năng truy cập internet Tuy nhiên, các hãng sản xuất sử dụng các trình duyệt khác nhau, dẫn đến sự hỗ trợ cho nhiều định dạng nội dung khác nhau Điều này gây khó khăn cho người dùng và làm phân mảnh thị trường dịch vụ, vốn đã nhỏ bé.

Trong bối cảnh phát triển dịch vụ truyền hình, việc truy xuất nội dung qua internet trở nên cần thiết với số lượng lớn TV có khả năng kết nối internet trên thị trường Việt Nam Kho nội dung cần được chia sẻ trong môi trường mở, giúp khán giả dễ dàng tiếp cận mà không yêu cầu cấu hình phần cứng đặc biệt Chi phí tích hợp các chuẩn tương tác như HbbTV là không đáng kể, do đó, nhu cầu về dịch vụ băng rộng trên các thiết bị truyền hình cần được đáp ứng để phát huy tối đa tính kết nối và sử dụng hiệu quả.

Phiên bản HbbTV 1.1 hỗ trợ nội dung văn bản, hình ảnh và video, cung cấp nền tảng cho nhiều dịch vụ truyền tải thông tin và giải trí Các dịch vụ đơn giản chủ yếu sử dụng text và hình ảnh có thể hoạt động tốt với kết nối internet hiện tại, bao gồm cả ADSL tốc độ thông thường Nhu cầu về dịch vụ video thường tập trung vào các mạng truyền hình trả tiền, nơi có lượng truy cập giới hạn HbbTV 1.5 cải tiến khả năng tải video theo tốc độ kết nối và quản lý nội dung số, chủ yếu được triển khai cho dịch vụ VoD tại châu Âu Cuối cùng, HbbTV 2.0 khắc phục các vấn đề từ các phiên bản trước, cải thiện bảo mật, tốc độ đường truyền, cập nhật công nghệ mới như HTML5 và CSS3, hỗ trợ định dạng hình ảnh, âm thanh mới, và đặc biệt là tính năng kết nối song song với thiết bị di động, nâng cao trải nghiệm người dùng.

2.2.4 Một số mô hình ứng dụng HbbTV phát đồng bộ với quảng bá

Dịch vụ „nút đỏ‟ là một nền tảng tổng hợp cung cấp nhiều dịch vụ phổ biến, cho phép người dùng truy cập mọi lúc, mọi nơi và từ bất kỳ kênh nào Khác với các ứng dụng đơn lẻ, dịch vụ này được phát triển dựa trên nội dung của từng chương trình cụ thể, mang đến trải nghiệm phong phú và đa dạng cho người sử dụng.

23 chương trình phát sóng định kỳ hoặc các sự kiện đang diễn ra thu hút lượng lớn khán giả

Các ứng dụng được thiết kế để cung cấp thông tin hữu ích cho khán giả dưới dạng văn bản, hình ảnh, audio và video liên quan đến chương trình đang xem Ngoài ra, chúng cho phép người dùng tương tác với chương trình và thực hiện các giao dịch mở rộng khác, đồng thời có thể tích hợp logo quảng cáo vào giao diện ứng dụng.

Phiên bản HbbTV 1.0

3.1.1 Mô hình tổng quan hệ thống HbbTV 1.0

Hệ thống HbbTV phiên bản 1.0 là một thiết bị đầu cuối có khả năng kết nối đồng thời với hai mạng: mạng phát sóng DVB (như DVB-T, DVB-S hoặc DVB-C) và mạng băng thông rộng Qua kết nối với mạng phát sóng, thiết bị có thể nhận các nội dung A/V tuyến tính, nội dung theo yêu cầu, dữ liệu ứng dụng và thông tin tín hiệu ứng dụng, ngay cả khi không có kết nối internet Đồng thời, tín hiệu từ luồng sự kiện đến ứng dụng cũng có thể được truyền qua mạng băng thông rộng.

Các thiết bị đầu cuối có khả năng kết nối internet thông qua giao diện broadband, cho phép truyền dữ liệu 2 chiều với nhà cung cấp ứng dụng Qua giao diện này, thiết bị có thể nhận nội dung A/V theo yêu cầu và các dữ liệu ứng dụng khác dưới dạng file sử dụng HTML, Javascript, Css, cùng với các tập tin đa phương tiện ngoài luồng Ngoài ra, thiết bị cũng hỗ trợ tải nội dung A/V qua giao diện này.

3.1.2 Mô hình thiết bị HbbTV 1.0

Sex-top-box (STB) là thiết bị giải mã tín hiệu truyền hình, chuyển đổi dữ liệu hình ảnh và âm thanh lên màn hình TV Hiện nay, hầu hết các smartTV đều tích hợp sẵn thiết bị này STB yêu cầu chức năng xử lý và ghép nối hai luồng tín hiệu theo chuẩn HbbTV, một công nghệ kết hợp giữa truyền hình quảng bá và truyền hình internet Qua giao diện broadcast, thiết bị nhận các luồng dữ liệu như bảng thông tin ứng dụng AIT (Application Information Table), nội dung A/V broadcast và dữ liệu khác.

Hai luồng dữ liệu, bao gồm luồng sự kiện và dữ liệu ứng dụng, được chuyển đổi tới môi trường chạy thực thông qua đối tượng lặp vòng DSM-CC, có nhiệm vụ đóng gói và truyền tải các thành phần dữ liệu cho đầu thu Môi trường chạy thực hoạt động như bảng kết quả, nơi giao diện ứng dụng được hiển thị và thực hiện, bao gồm trình duyệt và trình quản lý ứng dụng Trình quản lý ứng dụng kiểm soát vòng đời của ứng dụng tương tác thông qua bảng thông tin AIT, trong khi trình duyệt đảm nhiệm việc hiển thị ứng dụng đó Nội dung A/V broadcast được xử lý giống như các thiết bị đầu cuối DVB thông thường, với chức năng Broadcast Processing tích hợp các chức năng của thiết bị đầu cuối Thông tin bổ sung từ thành phần xử lý nội dung phát sóng có thể truy cập qua môi trường chạy thực, cho phép mở rộng ứng dụng bằng cách nhúng nội dung A/V broadcast trong giao diện người dùng, với sự hỗ trợ của công cụ đa phương tiện như Media Player.

Giao diện broadband của thiết bị đầu cuối cho phép kết nối internet, tạo ra một con đường thứ hai để yêu cầu dữ liệu từ các máy chủ nhà cung cấp Kết nối này cũng được sử dụng để nhận nội dung A/V, như trong các ứng dụng nội dung theo yêu cầu Thành phần xử lý giao thức mạng (Internet Protocol Processing) tích hợp tất cả chức năng cần thiết để xử lý dữ liệu từ internet, đảm bảo dữ liệu được chuyển đến môi trường hoạt động thực tế Nội dung A/V sau đó được gửi đến công cụ đa phương tiện (Media Player) thông qua một phương thức khác.

30 điều khiển bởi môi trường chạy thực, do đó nó có thể được nhúng vào giao diện người dùng qua một ứng dụng

3.1.3 Mô hình tiêu chuẩn HbbTV 1.0

Tiêu chuẩn kỹ thuật của truyển hình lai ghép HbbTV phiên bản 1.0 dựa trên 3 chuẩn chính trong hình 3.3 bao gồm:

- CEA-2014- Web-based Protocol and Framework for Remote User Interface on UpnP Networks and the Enternet (Web3CE), hay CE-HTML

- Open IPTV Forum Release 1 Volume 5 – Declarative Application Environment of the Open IPTV Forum

- TS 102 809 (formerly DVB Blue Book A137): "Signalling and carriage of interactive applications and services in Hybrid Broadcast Broadband environments"

Hình 3.3: Tổng quan về mô hình tiêu chuẩn HbbTV 1.0 [5]

Chuẩn CE-HTML phiên bản mới nhất, ra mắt năm 2007, dựa trên các tiêu chuẩn W3C cho internet và được tối ưu cho các thiết bị gia dụng, tương ứng với nền tảng kỹ thuật của HbbTV Nó sử dụng XHTML 1.0, DOM 2, CSS TV profile 1.0, JavaScript, và hỗ trợ XMLHttpRequest để phát triển ứng dụng tương tự như ứng dụng web hiện tại Tuy nhiên, CE-HTML không bao gồm các thành phần kết nối với môi trường quảng bá DVB, điều này được bổ sung bởi chuẩn OIPF (Open IPTV Forum) vào năm 2009 Mặc dù OIPF được định nghĩa cho ứng dụng mạng IPTV, nó cũng cung cấp nhiều thư viện API có thể áp dụng cho môi trường lai ghép, cho phép tích hợp nội dung TV vào trang HTML, chuyển kênh TV/Radio, ghi chương trình và truy xuất dữ liệu SI từ hệ thống DVB.

Chuẩn DVB bổ sung chức năng quan trọng là báo hiệu và truyền tải ứng dụng trong môi trường lai ghép, kiểm soát cách thức các ứng dụng được báo hiệu trong dòng ghép kênh MPEG2 thông qua bảng thông tin ứng dụng AIT Bảng AIT liệt kê tất cả các ứng dụng có thể thực thi cùng với kênh, đảm bảo rằng các ứng dụng không bị xen lấn bởi các kênh khác Việc sử dụng các chuẩn web giúp dễ dàng đáp ứng khả năng truy cập băng thông rộng, trong khi HbbTV hỗ trợ DSM-CC cho phép truyền ứng dụng qua kênh quảng bá DSM-CC, mặc dù phức tạp, dựa trên nguyên lý phát lặp các file và thư mục ứng dụng theo chu kỳ, nhưng dung lượng truyền qua kênh này có giới hạn, chỉ phù hợp cho những ứng dụng nhỏ, đơn giản Tất cả đầu thu đều có khả năng thu được ngay cả khi kết nối kênh ngược chưa sẵn sàng.

DSM-CC bao gồm dữ liệu đặc biệt được truyền đồng thời với ứng dụng, cho phép các câu hỏi và câu trả lời được gửi ngay trong lúc gameshow diễn ra Tuy nhiên, việc đồng bộ hóa giữa nội dung quảng bá và nội dung tương tác qua internet có thể gặp khó khăn do Server phải xử lý hàng triệu kết nối cùng lúc Do đó, việc sử dụng kênh quảng bá sẽ mang lại hiệu quả cao hơn cho các ứng dụng này.

Phiên bản HbbTV 1.5

3.2.1 Mô hình hệ thống HbbTV 1.5

Phiên bản HbbTV 1.5, ra mắt vào năm 2012, duy trì mô hình hệ thống và thiết bị tương tự như các phiên bản 1.0 trước đó Tuy nhiên, phiên bản này đã được nâng cấp với các tính năng hỗ trợ chuẩn web mới như HTML5, CSS3, và Jquery Đặc biệt, HbbTV 1.5 mang lại nhiều cải tiến trong việc truyền tải dữ liệu nhờ vào việc giới thiệu chuẩn MPEG-DASH.

Hình 3.4: Mô hình hệ thống tiêu chuẩn HbbTV phiên bản 1.5 [6]

3.2.2 Mô hình thiết bị HbbTV HbbTV 1.5

Hình 3.5: Mô hình thiết bị hỗ trợ HbbTV phiên bản 1.5 [6]

Thiết bị hỗ trợ HbbTV 1.5 hoạt động tương tự như phiên bản HbbTV 1.0, với khả năng xử lý và ghép hai luồng song song Tuy nhiên, phiên bản này đã được cải thiện và nâng cấp phần cứng để hỗ trợ các chuẩn web mới, đặc biệt là khả năng đọc file định dạng MPEG-DASH, giúp tăng tốc độ truyền tải dữ liệu video.

3.2.3 Mô hình tiêu chuẩn HbbTV phiên bản 1.5

Hình 3.6: Mô hình tiêu chuẩn kỹ thuật phiên bản HbbTV 1.5 [6]

Tiêu chuẩn HbbTV phiên bản 1.5, như mô tả trong hình 3.6, kế thừa các kỹ thuật từ phiên bản trước (HbbTV 1.0) và bổ sung thêm các công nghệ mới để đáp ứng nhu cầu thị trường cũng như hỗ trợ định dạng Audio/Video mới Tương tự như phiên bản 1.0, tiêu chuẩn 1.5 cũng dựa trên ba chuẩn chính.

OIPF (Open IPTV Forum) là một tổ chức chuyên phát triển các chuẩn truyền hình internet, bao gồm định dạng media và môi trường ứng dụng (DAE) Trong môi trường ứng dụng này, OIPF quy định các tiêu chuẩn liên quan đến web TV Vào tháng 6 năm 2014, OIPF đã gia nhập hiệp hội truyền hình băng thông rộng.

CEA-2014 (Consumer electronics Association): các chuẩn của hiệp hội điện tử tiêu dùng

DVB (Digital Video Broadcast) là chuẩn truyền dẫn phát sóng, bao gồm các tiêu chuẩn kỹ thuật cho việc phát sóng qua vệ tinh, cáp và cơ sở hạ tầng mặt đất Phiên bản HbbTV 1.5 đã bổ sung chuẩn DVB-SI, một tiêu chuẩn kỹ thuật về thông tin dịch vụ hệ thống DVB Điểm nổi bật của HbbTV 1.5 so với các phiên bản trước là sự tích hợp của MPEG-DASH, một tiêu chuẩn do ISO định nghĩa (ISO/IEC 23009-1), cho phép phân phối linh hoạt video bitstream qua giao thức HTTP Điều này cải thiện chất lượng hình ảnh video ngay cả trong điều kiện internet yếu và cho phép các nhà cung cấp bảo vệ nội dung bằng công nghệ DRM dựa trên chuẩn MPEG CENT.

Phiên bản HbbTV 2.0

3.3.1 Mô hình hệ thống phiên bản HbbTV 2.0

Hình 3.7: Mô hình hệ thống HbbTV phiên bản 2.0 [7]

Phiên bản HbbTV 2.0, ra mắt vào tháng 11/2015, không chỉ cải thiện các tính năng của các phiên bản trước (HbbTV 1.0, HbbTV 1.5) mà còn hỗ trợ các công nghệ web mới như HTML5, DOM3, Canvas 2D, Web Messaging và Web Sockets Bên cạnh đó, phiên bản này cập nhật thêm dịch vụ mới như Push VoD, Subtitle và hỗ trợ nhiều định dạng video Đặc biệt, HbbTV 2.0 giới thiệu tính năng màn hình thứ 2, cho phép người dùng kết nối ứng dụng HbbTV 2.0 trên TV hoặc SBT với smartphone hoặc tablet, giúp thao tác trên màn hình TV trở nên dễ dàng hơn.

3.3.2 Mô hình thiết bị hỗ trợ phiên bản HbbTV 2.0

Hình 3.8: Mô hình thiết bị đầu cuối hỗ trợ HbbTV Phiên bản 2.0 [7]

Các thành phần chức năng chính trên thiết bị STB và TV hỗ trợ HbbTV 2.0 không có nhiều thay đổi so với HbbTV 1.0 và 1.5 Thiết bị đầu cuối nhận các luồng dữ liệu qua giao diện broadcast, bao gồm bảng thông tin ứng dụng AIT, nội dung A/V broadcast, nội dung A/V tuyến tính (VOD theo yêu cầu), dữ liệu ứng dụng và các sự kiện luồng Hai luồng dữ liệu (sự kiện và ứng dụng) được chuyển tới môi trường chạy thực thông qua đối tượng lặp vòng DSM-CC, có nhiệm vụ đóng gói file và thư mục ứng dụng DSM-CC Client cần khôi phục dữ liệu từ đối tượng lặp vòng để cung cấp cho môi trường chạy thực Môi trường chạy thực là nơi giao diện ứng dụng được hiển thị và thực hiện, bao gồm trình duyệt, trình quản lý ứng dụng và giao diện màn hình song song.

Ứng dụng quản lý bảng thông tin AIT đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát vòng đời của một ứng dụng tương tác Trình duyệt có nhiệm vụ hiển thị và thực hiện các ứng dụng này, trong khi nội dung A/V broadcast được xử lý tương tự như các thiết bị đầu cuối thông thường Thành phần Broadcast Processing tích hợp tất cả chức năng của thiết bị DVB truyền thống, đồng thời cung cấp thêm thông tin và chức năng từ bộ xử lý nội dung broadcast Thông tin như danh sách kênh và bảng thông tin sự kiện AIT có thể được truy cập qua môi trường chạy thực Ứng dụng cũng có thể mở rộng bằng cách tắt hoặc nhúng nội dung A/V broadcast vào giao diện người dùng, với các chức năng này được hỗ trợ bởi công cụ đa phương tiện Media Player.

Giao diện broadband cho phép thiết bị đầu cuối kết nối internet, cung cấp con đường thứ hai để yêu cầu dữ liệu từ các máy chủ nhà cung cấp Kết nối này không chỉ phục vụ việc nhận nội dung A/V mà còn hỗ trợ ứng dụng theo yêu cầu Thành phần xử lý giao thức mạng đảm nhận các chức năng cần thiết để xử lý dữ liệu từ internet và chuyển tiếp đến môi trường chạy thực Nội dung A/V được gửi đến công cụ đa phương tiện qua một phương thức có thể điều khiển, cho phép nhúng vào giao diện người dùng qua ứng dụng Sự kết hợp giữa module Media Player và Synchronization Manager giúp đồng bộ hóa nội dung được phân phối đến thiết bị lai ghép qua giao diện broadband, đồng thời cũng có thể gửi nội dung đến thiết bị lai ghép giao diện broadcast.

Giao diện màn hình song song (CS) kích hoạt các thiết bị đầu cuối như smartphone và tablet để chúng có thể giao tiếp hiệu quả Điều này cho phép các ứng dụng tương tác trong trình duyệt của thiết bị yêu cầu sử dụng các ứng dụng đã được cài đặt hoặc khởi động.

Ứng dụng có khả năng chạy trên nhiều thiết bị như smartphone và tablet, cho phép tương tác giữa các màn hình khác nhau Để hỗ trợ tính năng này, một máy chủ Websocket được cung cấp để các thiết bị có thể giao tiếp hiệu quả Giao diện màn hình song song và Media Player giúp đồng bộ hóa nội dung, mang đến trải nghiệm liền mạch cho người dùng trên các thiết bị lai ghép.

Giao diện CI Plus yêu cầu thiết bị đầu cuối nhận dữ liệu ứng dụng từ Hệ thống Tập tin Phụ trợ, được cung cấp bởi CICAM Đây là một tiêu chuẩn bảo mật trong hệ thống HbbTV phiên bản 2.0.

Dưới đây là những tính năng nổi bật và dịch vụ có thể triển khai hiệu quả trên phiên bản HbbTV 2.0 mới trong truyền hình lai ghép.

Phiên bản HbbTV 2.0 đã cập nhật công nghệ web HTML5 và tích hợp nhiều kỹ thuật web hiện đại như CSS3, DOM3, Canvas 2D, Web Messaging, Web Sockets, Web Workers, Server-Sent Events và Web Storage Sự chuyển mình này so với HbbTV 1.0/1.5, vốn sử dụng HTML4, CSS2 và DOM2, mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn và cải thiện đáng kể tốc độ tải dữ liệu.

Phiên bản HbbTV 2.0 hỗ trợ định dạng nén video HEVC cho TV và STB, cho phép sử dụng băng thông rộng hiệu quả hơn HEVC có khả năng phân phối nội dung UHD và HD với băng thông thấp hơn nhiều so với AVC, nhưng vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh tương đương.

- Phụ đề cho nội dung được phân phối qua băng thông rộng: Phiên bản HbbTV 2.0 hỗ trợ thêm tính năng phụ đề cho nội dung qua băng thông rộng

Khởi chạy ứng dụng màn hình song song trên smartphone hoặc tablet giúp người dùng dễ dàng thao tác trên màn hình TV Một ứng dụng trên TV hoặc STB có khả năng kích hoạt ứng dụng trên thiết bị di động, mang lại trải nghiệm sử dụng tiện lợi hơn.

The HbbTV 2.0 version enables connectivity between an HbbTV application and a smartphone or tablet app using the WebSocket technology, adhering to the standards set by the W3C (World Wide Web Consortium) and IETF (Internet Engineering Task Force).

Phiên bản HbbTV 1.5 hỗ trợ MPEG DASH với profile đơn giản đã được áp dụng thành công HbbTV 2.0 tiếp tục mở rộng các tính năng bổ sung dựa trên những thành tựu đạt được trong dự án DVB tháng 7/2014.

Phiên bản HbbTV 2.0 cho phép chèn quảng cáo vào nội dung VOD bằng cách định nghĩa các thành phần video trong HTML5, giúp chèn quảng cáo ở đầu, giữa hoặc cuối video một cách linh hoạt.

Phiên bản HbbTV 2.0 nâng cao khả năng đồng bộ hóa ứng dụng và nội dung, hỗ trợ tốt hơn cho các ứng dụng đồng bộ hóa video so với HbbTV 1.0/1.5 Công nghệ “TEMI” được áp dụng và chuẩn hóa trong MPEG, mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà hơn.

KỸ THUẬT CUNG CẤP DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH

Ứng dụng liên quan đến quảng bá

Ứng dụng trong môi trường lai ghép HbBTV thường liên kết với một kênh cụ thể hoặc chương trình thuộc kênh đó Khi kênh được chọn, ứng dụng sẽ tự động kích hoạt ngay lập tức Đối với các chương trình như phim, ca nhạc hay tin tức, ứng dụng được khởi động thông qua cập nhật bảng thông tin báo hiệu ứng dụng (AIT) và thường xuất hiện ngay khi chương trình bắt đầu Đây là dịch vụ phổ biến được cung cấp dưới dạng “Nút đỏ” Ứng dụng có trạng thái “AutoStart” sẽ tự động thực thi khi xuất hiện trong kênh, cùng với biểu tượng nút đỏ hiển thị trong thời gian ngắn để thông báo cho khán giả về dịch vụ tương tác Đặc biệt, trong trường hợp dịch vụ Teletext thế hệ mới, thông tin báo hiệu được tích hợp và xử lý trên phím Teletext, cho phép người dùng mở ứng dụng ngay lập tức Ứng dụng nút đỏ có thể có nhiều trạng thái khác nhau khi bắt đầu.

1 Hiển thị thông tin báo hiệu “nút đỏ”

2 Không hiển thị giao diện ứng dụng

3 Hiển thị đầy đủ giao diện ứng dụng

Các ứng dụng tự động kích hoạt thường không hiển thị giao diện đầy đủ mà chỉ có biểu tượng báo hiệu ứng dụng Chúng bắt đầu với nền trong suốt, cho phép người dùng nhìn thấy toàn bộ nội dung chương trình.

Hình 4.1: Ứng dụng nút đỏ liên quan tới quảng bá

Hình 4.2: Kênh ứng dụng số teletext

Ứng dụng độc lập quảng bá

HbbTV không chỉ hỗ trợ ứng dụng quảng bá liên quan được kích hoạt qua AIT mà còn cho phép phát triển các ứng dụng độc lập quảng bá Những ứng dụng này có thể được kích hoạt thông qua các ứng dụng khác đang hoạt động hoặc qua cổng dịch vụ internet có sẵn như EPG, Flickr, và Youtube HbbTV cũng cho phép người dùng chuyển đổi từ ứng dụng quảng bá liên quan sang ứng dụng độc lập, tuy nhiên, việc này sẽ hạn chế quyền truy cập vào chương trình quảng bá.

Vòng đời của một ứng dụng liên quan tới quảng bá

- Đầu thu xác định xem có ứng dụng nào được báo hiệu trong kênh không

- Ứng dụng thuộc kênh này có trạng thái AUTOSTART và chưa được chạy trong kênh được chọn trước đó sẽ được bắt đầu

- Ứng dụng thuộc kênh này có trạng thái AUTOSTART và đã chạy trong kênh được chọn trước đó vẫn được tiếp tục (không bị dừng)

- Ứng dụng thuộc kênh này có trạng thái PRESENT sẽ tiếp tục chạy nếu đã chạy, nhưng sẽ không được bắt đầu nếu chưa chạy

- Ứng dụng đang chạy từ bất kỳ kênh được chọn trước đó mà không thuộc kênh mới chọn sẽ bị dừng

Trong khi kênh đang được chọn:

Các ứng dụng được thêm vào kênh có trạng thái AUTOSTART sẽ tự động khởi động khi đầu thu nhận được sự thay đổi, chẳng hạn như phiên bản mới Ngược lại, những ứng dụng có trạng thái khác sẽ không tự động chạy.

- Ứng dụng trong kênh từ trạng thái khác chuyển thành AUTOSTART sẽ tự động chạy nếu chưa chạy

- Ứng dụng trong kênh đổi trạng thái từ PRESENT sang AUTOSTART và đang chạy, sẽ tiếp tục chạy

- Ứng dụng có controlcode đổi thành KILL hay DESTROY sẽ bị dừng Khi kênh không được chọn (chuyển kênh khác):

- Ứng dụng liên quan đến quảng bá sẽ bị dừng

- Nếu ứng dụng đang chạy, sẽ tiếp tục chạy nếu được khai báo (AIT) trong kênh mới chọn

Ứng dụng có thể dừng lại khi khởi tạo một ứng dụng khác hoặc tự dừng Thông thường, nút EXIT hoặc nút đỏ trên remote được sử dụng để dừng một ứng dụng đang hoạt động.

Truyền ứng dụng trong HbbTV

4.4.1 Báo hiệu ứng dụng, dịch vụ

 Báo hiệu trong dòng quảng bá

Cấu trúc thông tin báo hiệu:

Thiết bị thu phát sóng liên tục theo dõi dòng truyền để cập nhật danh sách các ứng dụng và dịch vụ đang hoạt động, tương tự như chuẩn MHP Thông tin này được truyền qua Bảng Thông Tin Ứng Dụng (AIT) Khi người dùng chọn kênh hoặc một phiên bản AIT mới, đầu thu tự động cập nhật AIT để quản lý việc khởi động hoặc dừng các ứng dụng Mỗi kênh cần phải có bảng con AIT đi kèm, liệt kê tất cả các ứng dụng trong kênh đó AIT được tổ chức theo cấu trúc section và được đóng gói và truyền tải giống như các bảng SI khác, với cấu trúc tương tự bảng 4.1.

Application_Information_section() { table_id 8 Mã nhận diện bảng AIT,

0x74 section_syntax_indicator reserved section_length

12 application_type 16 Ứng dụng HbbTV có trị

Reserved 2 version_number 5 Theo dõi cập nhật thông tin báo hiệu current_next_indicator section_number last_section_number reserved

Vòng lặp mô tả chung cho các ứng dụng trong AIT này reserved application_loop_len

12 for (i=0;i

Khi muốn gửi tín hiệu đến người dùng, phía phát sẽ chèn thông tin kích hoạt sự kiện vào dòng truyền MPEG2 Dòng thông tin này là thành phần được định nghĩa và tham chiếu trong đối tượng.

StreamEventMessage chứa thông tin kích hoạt sự kiện, bao gồm mã nhận diện sự kiện và dữ liệu đi kèm nếu có Thông tin này được truyền tải theo cấu trúc section, giúp xác định rõ ràng sự kiện đang được kích hoạt.

Bảng 4.13: Cấu trúc DSMCC_section [9]

DSMCC_section() { table_id 8 0x3D, cấu trúc mang thông tin mô tả dòng

The Stream Descriptors section includes several key elements: the section syntax indicator (1 bit), private indicator (1 bit), reserved bits (2 bits), and the DSMCC section length (12 bits), which specifies the length of the following data in bytes It also contains the table ID extension (16 bits) and the event ID (16 bits), which is crucial for event activation Additional components include reserved bits (2 bits), the version number (5 bits) to signal event activation updates to the receiver, the current/next indicator (1 bit), section number (8 bits), and the last section number (8 bits).

StreamEventDescriptor() { 8 descriptorTag 8 0x1A: Stream Event descriptor descriptorLength 8 eventId 16 Mã nhận diện sự kiện reserved 31 eventNPT 33 bỏ qua (=0) privateDataByte()

} dữ liệu kèm theo sự kiện, đầu thu không phân tích dữ liệu này, ứng dụng sẽ thực hiện khi cần

Việc tách biệt định nghĩa sự kiện và dòng báo hiệu sự kiện giúp tối ưu hóa khả năng tái sử dụng các sự kiện đã được định nghĩa Các dòng báo hiệu sự kiện có thể chứa các sự kiện với cùng eventId, cho phép báo hiệu các sự kiện vào những thời điểm khác nhau với dữ liệu khác nhau Điều này mang lại sự linh hoạt và hiệu quả trong việc quản lý sự kiện.

Trong một số ứng dụng, một eventId có thể được sử dụng cho nhiều sự kiện có đặc tính tương tự, như trong một trận đấu thể thao Ví dụ, một eventId có thể thông báo khi có bàn thắng, một eventId khác cho đá phạt trực tiếp, và một eventId khác để kết thúc trận đấu Nhờ đó, trong suốt thời gian diễn ra trận đấu, ứng dụng chỉ cần tập trung vào ba nhóm sự kiện này Đôi khi, việc thông báo sự kiện cũng không cần kèm theo dữ liệu bổ sung.

Khai báo dòng sự kiện

Để đầu thu nhận diện dòng thành phần, thông tin kích hoạt sự kiện cần được khai báo trong PMT của kênh xác định Thông tin này phải tuân theo cấu trúc quy định.

Bảng 4.14: Cấu trúc khai báo loại dòng thành phần [10]

The stream_type 8 0xC indicates that this line carries stream descriptors as per ISO/IEC 13818-6 It includes a reserved elementary_PID of 13, which serves as the packet identification code for the reserved section Additionally, the es_info_len of 12 specifies the length of the information below in bytes The descriptors include a stream_identifier_descriptor with a tag of 8 0x52 and a length of 8 1, which represents the byte for the field component_tag The component_tag is used to assign a label for stream identification within the StreamEventMessage object in OC.

4.5.3 Sự kiện ‘do-it-now’

Cập nhật thông tin trong AIT thông qua việc chèn ứng dụng và gán mã kiểm soát AUTOSTART là phương pháp đồng bộ đơn giản, không yêu cầu thông tin đồng bộ Phương pháp này thường được áp dụng cho các ứng dụng tự động kích hoạt vào thời điểm nhất định trong chương trình, như quảng cáo tương tác hoặc hiển thị thông tin bổ sung Một số ứng dụng có thể cần thực hiện đồng bộ nhiều lần để đảm bảo hiệu quả.

58 theo dữ liệu cho mỗi sự kiện như gameshow chẳng hạn, nhất thiết phải kết hợp với dòng thông tin đồng bộ

TÌM HIỂU MÔI TRƯỜNG TRIỂN KHAI VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA HBBTV