Giới thiệu dịch vụ Truyền hình streaming (Streaming Video)
Mạng thông tin di động đã phát triển nhanh chóng từ những năm 90 với công nghệ 2,5G như GPRS và EDGE, cho phép cung cấp dịch vụ truyền hình streaming và video clip ngắn Các nhà khai thác mạng đã nâng cấp từ dịch vụ thoại sang dịch vụ dữ liệu, cho phép thiết lập cuộc gọi data qua kết nối chuyển mạch kênh hoặc GPRS Mặc dù ban đầu, dữ liệu mạng bị giới hạn do kích thước màn hình và bàn phím, nhưng các dịch vụ như video call sử dụng giao thức H.261 đã trở nên phổ biến Sự phát triển của các thuật toán nén video như MPEG-2 và MPEG-4 theo chuẩn 3GPP và ITU-T đã hỗ trợ các nhà khai thác mạng di động 2G và 2,5G trong việc cải thiện khả năng cung cấp dữ liệu.
Các mạng di động GSM và CDMA đã bắt đầu cung cấp dịch vụ tải video clip theo yêu cầu và truyền hình streaming Ban đầu, dịch vụ này chỉ bao gồm video clip ngắn với giới hạn về tốc độ khung hình và thời gian Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về dữ liệu, mạng thông tin di động 3G đã ra đời Dịch vụ truyền hình streaming qua mạng 3G bao gồm cả các mạng phát triển mở rộng như MBMS và HSDPA, cho phép cung cấp dịch vụ không bị giới hạn về thời gian và tốc độ Ngày nay, dịch vụ truyền hình streaming và video clip trực tiếp đã trở nên phổ biến với nội dung đa dạng như tin tức, thời tiết, thể thao và phim hoạt hình, cùng với các phiên bản điện thoại hỗ trợ truyền hình di động.
Hệ thống thông tin di động toàn cầu UMTS được thiết kế để cung cấp dịch vụ tải dữ liệu cao cho người sử dụng, với công nghệ 3G-UMTS cho phép kết nối chuyển mạch kênh đạt tốc độ 384 Kbps và lý thuyết lên tới 21 Mbit/s Tuy nhiên, tốc độ thực tế hiện nay chỉ đạt 384 Kbps với thiết bị hỗ trợ R99 và 7.2 Mbps với HSPDA, nhờ vào băng tần rộng 5MHz và cải tiến giao diện vô tuyến Cấu trúc mạng bao gồm hai phần chính: phần truy nhập vô tuyến (Node B và RNC) và phần mạng lõi (SGSN, GGSN cho dữ liệu và MCS, GMSC cho thoại) Trên nền tảng này, dịch vụ truyền hình streaming cho phép người dùng xem các kênh truyền hình trực tiếp và nội dung theo yêu cầu ngay trên điện thoại di động.
Tổng quan về luồng và tín hiệu video
Nén tín hiệu video
Để truyền tín hiệu video qua mạng di động, các khung video cần được nén (mã hóa) và sau đó giải nén để phát lại Kỹ thuật nén video giúp đáp ứng yêu cầu về chất lượng, băng thông và thời gian thực Trong quá trình nén, các khung video được tổ chức thành một nhóm ảnh (GoP - Group of Pictures) với cấu trúc và độ dài đặc trưng Một GoP đơn bao gồm một chuỗi liên tiếp của một hoặc nhiều kiểu khung khác nhau.
- Khung P hay khung được mã hóa dự đoán trước;
- Khung B hay còn gọi là khung được mã hóa dự đoán sau.
Khung I luôn là khung đầu tiên trong một nhóm GoP và là một mã độc lập, các khung khác được tham chiếu tới ảnh này Do vậy, khung I là khung lớn nhất, đòi hỏi số lượng bít nhiều nhất và có thể được giải mã tại đầu thu mà không cần dữ liệu từ ảnh khác Khung P mã hóa những thay đổi động xung quanh khung I hoặc B gần nhất Khung B mã hóa những thay đổi động xung quanh khung I hoặc P gần nhất và theo sau khung I hoặc P hoặc kết hợp cả hai Vì thế khung B yêu cầu số lượng bít ít nhất nhưng nếu quá nhiều khung B được sử dụng thì chất lượng của nhóm khung sẽ không tốt.
Mỗi video được mã hóa bao gồm chuỗi các nhóm GoP, với độ dài thường từ 15 đến 20 khung Một GoP bao gồm một khung I và nhiều khung P, B nối tiếp, được phát với tốc độ 30 khung hình mỗi giây, có thể điều chỉnh tùy theo số lượng khung dư thừa mà không làm giảm chất lượng hình ảnh Quá trình mã hóa video tận dụng các đoạn dư thừa trong khung và thời gian giữa các khung để nén video hiệu quả Cụ thể, nén trong khung (nén ảnh) giúp giảm không gian dư thừa trong ảnh gốc, trong khi nén liên khung (dự đoán động) giảm thời gian dư thừa giữa các khung.
Hầu hết các bộ mã hóa-giải mã video hiện nay đều kết hợp cả hai kiểu nén để tối ưu băng thông mà vẫn giữ được chất lượng video Tuy nhiên, trong quá trình mã hóa hoặc truyền tải, việc mất gói dữ liệu có thể làm hỏng khung I, dẫn đến ảnh hưởng tới các khung P và B trong GoP, gây suy giảm chất lượng video trong vài giây Sự hỏng hóc của khung P chỉ tác động đến khung kế tiếp.
B và P còn lại Một khung B bị hỏng thì nó chỉ ảnh hưởng tới chính bản thân các khung này (khoảng 15-30 ms).
Chất lượng video bị ảnh hưởng bởi độ dài GoP, với GoP dài giúp tiết kiệm băng thông nhưng có thể làm giảm chất lượng do mất gói và lỗi mã hóa Ngược lại, GoP ngắn giảm thiểu lỗi nhưng tăng số lượng ảnh I, dẫn đến yêu cầu băng thông cao hơn và quá trình mã hóa giải mã chậm hơn Mỗi khung hình được chia thành các khối 16x16 pixel, sử dụng phép biến đổi Cosin rời rạc (DCT), sau đó các hệ số này được lượng tử hóa, nén và gói hóa để gửi đi.
Quá trình xử lý dòng video
Các khung sau khi nén sẽ được chia thành các đơn vị truyền tải và đóng gói trong ba lớp: lớp RTP hoặc MPEG-2/4, lớp UDP hoặc TCP, và lớp IP.
Một cấu trúc dòng video đặc trưng đó là:
[mào đầu IP] [mào đầu UDP hoặc TCP]
Để tránh lỗi và mất gói trong quá trình truyền tải video qua RTP hoặc MPEG2, kỹ thuật sửa lỗi hướng đi (FEC) được áp dụng cho luồng dữ liệu Kỹ thuật này giúp cung cấp thông tin cho việc khôi phục một số gói bị mất ở phía nhận Ngoài ra, các giao thức cũng sử dụng phương pháp truyền lại để thay thế các gói đã bị mất.
Có 3 nguồn chính làm suy giảm chất lượng dịch vụ video đó là quá trình xử lý tín hiệu video, mạng và đầu cuối Mỗi nguồn này tác động với các mức độ khác nhau Cụ thể:
1.2.2.1 Kết cuối người sử dụng (QoE)
QoE, hay chất lượng trải nghiệm, đề cập đến chất lượng tổng thể của hệ thống từ góc độ người sử dụng Đây là chỉ số đo lường chất lượng dịch vụ đầu cuối-tới-đầu cuối, phản ánh khả năng đáp ứng yêu cầu của người dùng Những vấn đề thường gặp bao gồm sự đóng khối, ảnh mờ, suy giảm màu sắc, hình ảnh bị đóng băng, che tối, giật hình và tạp nhiễu.
Hình khối (Blockiness) là hiện tượng ảo giác xuất hiện trên hình ảnh, thường do quá trình mã hóa video không đủ dòng, dẫn đến việc các chi tiết không được hiển thị đầy đủ và chính xác.
Ảnh mờ (Blurriness) là hiện tượng khi hình ảnh hiển thị với độ sắc nét thấp, thường xảy ra do suy hao tại tần số cao trong quá trình nén và giải nén Hiệu ứng này cũng có thể xuất hiện khi nội dung hình ảnh động, như thể thao hoặc phim ảnh, được truyền tải qua băng thông hạn chế Tốc độ bít quá thấp không đủ để mã hóa chính xác các nội dung hình ảnh động.
Suy giảm màu sắc (Colorfulness) là hiện tượng giảm cường độ màu sắc, ảnh hưởng đến sự bão hòa, phân bổ và trải rộng của màu trong hình ảnh Hiệu ứng này xuất hiện do quá trình xử lý mã hóa.
Đóng băng hình ảnh (Freezing) là hiện tượng khi hình ảnh bị tê liệt tạm thời và sau đó hiển thị lại với nội dung bị mất, chủ yếu do mất gói dữ liệu Nếu gói dữ liệu bị mất là ảnh I, hình ảnh sẽ chỉ xuất hiện khi ảnh I được truyền tải thành công mà không bị lỗi Trong trường hợp mất tất cả các gói dữ liệu, hình ảnh có thể xuất hiện với một lớp tối mờ che phủ, nguyên nhân thường liên quan đến băng thông, quá trình chuyển giao hoặc vùng phủ sóng.
Giật hình (Jerkiness) xảy ra khi hình ảnh xuất hiện liên tục dưới dạng các đoạn nhảy, thường do băng thông hạn chế, quá tải hoặc tình trạng tràn bộ đệm.
- Tạp nhiễu (Noise), nguyên nhân là do xử lý lượng tử hóa trong suốt quá trình nén.
Chất lượng mạng truyền tải bị ảnh hưởng bởi các tham số QoS như jitter, băng thông hạn chế và tỷ lệ mất gói.
Jitter là hiện tượng biến đổi thời gian đến của gói dữ liệu, chủ yếu do nghẽn mạng gây ra Bộ đệm trong các trình phát client có khả năng bù đắp cho giá trị jitter từ 5 đến 20ms Trong khi đó, sự trễ biến động lớn, thường do nghẽn máy chủ, có thể xuất phát từ các vấn đề liên quan đến bộ đệm.
- Băng thông bị hạn chế dẫn đến nhiều gói tin bị loại bỏ, kéo theo suy giảm chất lượng;
Mất gói dữ liệu có thể gây ra cảm giác khó chịu cho người xem video, ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh tùy thuộc vào các yếu tố như cấu tạo, độ sáng và lượng chuyển động của video Khi mạng bị nghẽn hoặc gặp lỗi trong quá trình truyền tải, các gói dữ liệu có thể bị mất, dẫn đến hiện tượng gián đoạn hình ảnh, đặc biệt là khi mất gói xảy ra liên tục Mức độ suy giảm chất lượng video cũng phụ thuộc vào loại giao thức truyền tải được sử dụng, chẳng hạn như UDP hoặc TCP.
Suy giảm chất lượng video có thể xảy ra do hiệu suất kém của chương trình phát lại tại đầu cuối, bộ giải mã với tốc độ thấp, khả năng sửa lỗi không hiệu quả của phần mềm phát lại, và chất lượng của video gốc.
Dịch vụ truyền hình streaming trên mạng di động 3G
Mobile TV và truyền hình streaming trên mạng 3G là hai khái niệm khác nhau Mobile TV cung cấp dịch vụ truyền hình cho thiết bị di động thông qua các công nghệ như DVB-H, DMB-T, Mobile IPTV và JSDB-T, yêu cầu nhà khai thác xây dựng hạ tầng mạng mới Ngược lại, truyền hình streaming trên mạng 3G tận dụng hạ tầng mạng 3G hiện có và sử dụng băng tần 3G để cung cấp dịch vụ.
Các dịch vụ truyền hình streaming trên mạng di động cung cấp trải nghiệm âm thanh và hình ảnh tương tự như streaming trên Internet, nhưng khác biệt ở chỗ dịch vụ 3G truyền tải dữ liệu qua môi trường vô tuyến Streaming cho phép người dùng xem nội dung mà không cần chờ tải xong file, giúp tiết kiệm thời gian Chất lượng dịch vụ streaming phụ thuộc vào tốc độ truyền tải dữ liệu Ban đầu, dịch vụ truyền hình streaming trên mạng 3G sử dụng phương pháp unicast, nhưng do hạn chế về tài nguyên, giải pháp phát quảng bá và multicast như MBMS đã được phát triển.
Hình 1 Công nghệ sử dụng cung cấp dịch vụ Mobile TV
Mô hình mạng truyền tải dịch vụ truyền hình streaming trên mạng chuyển mạch gói 3G bao gồm các thành phần cơ bản như Server nội dung và Streaming Client Server Streaming được bố trí sau giao diện Gi, và có thể bổ sung thêm các thành phần khác như cổng thông tin, Server profile, và Server Caching tại giao diện Gi để nâng cao chất lượng dịch vụ và cung cấp thêm các dịch vụ bổ sung.
Cổng thông tin là một máy chủ cho phép người dùng truy cập miễn phí các nội dung dạng streaming Chẳng hạn, một cổng có thể cung cấp nội dung trình duyệt và khả năng tìm kiếm dễ dàng Các nội dung này được lưu trữ trên các máy chủ nội dung nằm ở bất kỳ vị trí nào trong mạng.
Các máy chủ lưu trữ thông tin về người dùng và thiết bị đầu cuối, giúp quản lý sở thích và khả năng tương thích của thiết bị Thông tin này được sử dụng để tối ưu hóa việc hiển thị nội dung cho người dùng di động.
Hình 2 Mô hình mạng truyền tải dịch vụ truyền hình streaming trên mạng 3G
Dịch vụ truyền hình streaming trên mạng 3G sử dụng chuẩn 3GPP và 3GPP2 cho các định dạng file và mã hóa âm thanh, hình ảnh Để cung cấp dịch vụ này, mã hóa và định dạng file là rất quan trọng; trong đó, mã hóa liên quan đến thuật toán chuyển đổi nội dung thành mã, còn định dạng file tổ chức các dòng mã theo trật tự để dễ dàng giải mã Truyền hình streaming trên mạng 3G có thể được phát dưới dạng Unicast, Multicast hoặc Broadcast Người dùng cần nhận được URI phù hợp với thiết bị của mình, được lấy từ trình duyệt WWW, WAP hoặc nhập trực tiếp URI xác định rõ streaming server và địa chỉ nội dung cần xem Các ứng dụng PSS cần hiểu file giao thức mô tả phiên (SDP) để thiết lập phiên đa phương tiện Nếu nội dung không thể truyền dòng như file SMIL, ảnh tĩnh và chữ viết, giao thức HTTP sẽ được sử dụng thay vì SDP để nhận file Tuy nhiên, các phiên PSS SMIL đôi khi có URI cho các ứng dụng dạng dòng, yêu cầu phân tích file SDP hoặc báo hiệu RTSP.
Giao thức SDP có thể được nhận theo nhiều cách, bao gồm việc nhúng trong trang HTML khi người dùng tải dữ liệu, nhập trực tiếp địa chỉ URI, hoặc thông qua tín hiệu RTSP với phương pháp DESCRIBE Đối với dịch vụ MMS, giao thức SDP được nhận từ đối tượng MMS khi nhận bản tin từ Server SDP bao gồm các thông tin mô tả phiên như tên phiên, tác giả, dạng truyền tải và tốc độ bít của dòng truyền tải.
Hình 3 Giản đồ của phiên truyền tải Truyền hình streaming
Trong quá trình thiết lập phiên khi trình duyệt web hoặc khi người dùng yêu cầu thiết lập lại phiên từ máy chủ, UE cần kích hoạt ngữ cảnh PDP và các kênh mang vô tuyến để truyền tải gói IP Chương trình phát lại (Player Client) sẽ yêu cầu thông tin về nội dung, từ đó lựa chọn kênh mang phù hợp với mức QoS chấp nhận được.
Thủ tục thiết lập phiên tại dịch vụ Streaming diễn ra thông qua việc gửi bản tin RSTP SETUP cho từng dòng truyền tải mà Client lựa chọn Bản tin này được gửi trở lại các cổng UDP hoặc TCP tương ứng Sau đó, Client gửi bản tin RTSP PLAY tới Server để bắt đầu quá trình truyền tải một hoặc nhiều dòng qua mạng IP Quá trình thiết lập, duy trì và giải phóng phiên cơ bản được trình bày chi tiết trong hình 3.
Tình hình phát triển trên thế giới của dịch vụ Truyền hình streaming
Tổng quan
Mạng thông tin di động 3G đã được triển khai rộng rãi trên toàn cầu, sử dụng công nghệ WCDMA, CDMA 2000, TD-CDMA và TD-SCDMA, mang đến cho người dùng nhiều tiện ích Sự phát triển của công nghệ mạng đã dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng số lượng thuê bao di động Theo nghiên cứu của ABI, tính đến quý 1/2010, toàn thế giới có khoảng 4,8 tỷ thuê bao di động, dự kiến sẽ vượt 5 tỷ vào cuối năm 2010 Châu Phi được dự đoán là thị trường có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất với 22% so với năm trước, trong khi tỷ lệ thâm nhập điện thoại di động ở khu vực châu Á – Thái Bình Dương đạt 65% vào cuối năm 2010 Ericsson ước tính mỗi ngày thế giới có thêm gần 2 triệu thuê bao di động mới, và số lượng thuê bao 3G toàn cầu đã vượt qua 500 triệu.
Theo khảo sát của Ericsson, lưu lượng dữ liệu di động toàn cầu tăng nhanh gấp 10 lần so với lưu lượng thoại, và lần đầu tiên vượt qua dịch vụ thoại vào năm 2009 Sự phát triển của smartphone đã cho phép người dùng lướt web, xem phim và tải nhạc trên điện thoại di động, điều này trước đây không thể thực hiện với công nghệ 2G và điện thoại cũ Tại Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ và một số quốc gia châu Âu, số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ truyền hình streaming trên mạng 3G đang gia tăng nhanh chóng nhờ vào hạ tầng mạng phát triển và điều kiện di chuyển thuận lợi.
Theo dự báo của Informa Telecoms & Media, lợi nhuận hàng năm của thị trường di động toàn cầu sẽ đạt 1 nghìn tỉ USD vào năm 2013 Do sự sụt giảm đáng kể lợi nhuận từ dịch vụ thoại bắt đầu từ năm 2010, các dịch vụ số liệu sẽ được đẩy mạnh, dự kiến tăng từ 148 tỉ USD vào năm 2007 lên 347 tỉ USD vào năm 2013 Kết quả là, tỷ lệ lợi nhuận từ dịch vụ số liệu sẽ tăng từ 19,2% vào năm 2007 lên 33,7% vào cuối năm 2013.
Tại Mỹ
Hiện nay, Mỹ có hơn 300 triệu thuê bao di động, với các nhà mạng sử dụng công nghệ GSM và CDMA 2000, kết hợp cùng các công nghệ như AMPS, D-AMPS và TDMA Từ năm 2006, đã có 10 nhà khai thác dịch vụ di động áp dụng công nghệ HSDPA, sau khi Cingular triển khai thành công công nghệ này vào năm 2005.
Cingular, sau khi ra mắt thành công vào năm 2005, đã cung cấp dịch vụ truyền hình trực tiếp và theo yêu cầu cho thiết bị di động thông qua MEdia Net Unlimited Để xem video, người dùng chỉ cần nhấn vào biểu tượng Cingular Video Đến năm 2006, Cingular đã triển khai dịch vụ video tại 20 thành phố lớn và hiện nay đã có mặt trên hầu hết lãnh thổ Mỹ Tuy nhiên, hiện tại, Mỹ vẫn chưa có bộ tiêu chuẩn cho chất lượng dịch vụ truyền hình streaming.
Hình 4 Các thành phố Cingular cung cấp dịch vụ truyền hình streaming
Hình 5 Các nhà cung cấp dịch vụ trên nền 3G tại Mỹ
Tại Châu Âu
1.4.3.1 Triển khai dịch vụ truyền hình streaming ở Đức
Tại Đức, hầu hết các thuê bao di động sử dụng mạng GSM (2G) chủ yếu cho thoại và nhắn tin, do tốc độ truyền dữ liệu thấp không phù hợp cho dịch vụ truyền hình di động Công nghệ GPRS, một phần của chuẩn GSM, đã được triển khai để phục vụ cho các ứng dụng phi thoại, cho phép truyền tải với tốc độ khoảng 115 Kbps Để đáp ứng nhu cầu tăng tốc độ truyền tải, công nghệ EDGE đã được áp dụng, nâng cao dung lượng và tốc độ dữ liệu lên tới 384 Kbps.
Bốn nhà khai thác mạng di động đã triển khai mạng 3G sử dụng công nghệ W-CDMA, cho phép tốc độ truyền tải lên đến 384 Kbps Công nghệ này đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các dịch vụ đa phương tiện cho người dùng, bao gồm truyền hình streaming trên di động, gọi video và dịch vụ MMS.
Trong 4 nhà khai thác cung cấp dịch vụ di động tại Đức thì Vodafone là nhà cung cấp lớn nhất Vodafone sử dụng giải pháp của nhà thầu Siemens Mobile là tích hợp một giải pháp hoàn chỉnh cho dòng truyền tải (media streaming) vào trong mạng GRPS Giải pháp này giúp cho các khách hàng của Vodafone có thể xem các clip hình ảnh trên máy điện thoại Nội dung truyền tải qua cổng truyền tải thoại di động của Vodafone như tin tức trong ngày, các quảng cáo cho phim mới hay bản tin thể thao…Vodafone truyền tải nội dung cho khách hàng sử dụng công nghệ Streaming Khi sử dụng công nghệ này, khách hàng không cần phải đợi đến khi một file được truyền tải hoàn toàn tới máy đầu cuối mà vẫn có thể nghe hay xem được. Ưu điểm của phương pháp này là âm thanh và hình ảnh được hiển thị mà không có khoảng thời gian trễ đáng kể nào và có thể sử dụng để truyền tải hình ảnh của sự kiện trực tiếp (streamed live) Nhờ sự ra đời của dịch vụ truyền hình streaming mà doanh thu của Vodafone tại Đức tăng lên đáng kể Hiện tại, Đức chưa có bộ tiêu chuẩn liên quan đến chất lượng dịch vụ truyền hình streaming.
Cellcom, nhà khai thác di động hàng đầu tại Israel, đã triển khai mạng "Thin Multimedia" trên nền tảng GSM vào tháng 1 năm 2003 nhằm cung cấp dịch vụ video cho khách hàng Đối tác SunyCom cung cấp nội dung và dịch vụ dữ liệu cho Cellcom, giúp hãng này ra mắt các dịch vụ kênh truyền hình trực tiếp và video theo yêu cầu, cho phép người dùng xem nội dung ngay trên thiết bị di động 3G.
Cellcom đã triển khai mạng 3G thành công vào năm 2003, cung cấp cho khách hàng một loạt dịch vụ đa dạng, bao gồm bản tin thể thao, clip mới và chương trình phim truyện Đặc biệt, dịch vụ Video Mail cũng được giới thiệu, mang lại trải nghiệm phong phú cho người dùng Các dịch vụ video trên nền tảng mạng 3G của Cellcom sử dụng công nghệ truyền tải dòng, đảm bảo chất lượng và tốc độ truyền tải tốt.
Orange France Telecom (OFT) đã triển khai dịch vụ 3G tại Pháp vào năm 2004 với công nghệ WCDMA, tập trung vào tiêu chí "Thành công ngay từ khi ra mắt" Việc chọn lựa dịch vụ phù hợp với thị hiếu người dùng di động là rất quan trọng, cùng với việc xác định khu vực triển khai 3G tại những đô thị lớn có tiềm năng phát triển OFT cũng chú trọng vào định hướng nhu cầu khách hàng, cung cấp trải nghiệm sử dụng thú vị mà không nhất thiết phải biết đó là dịch vụ 3G Thiết bị đầu cuối cần phải phù hợp, hỗ trợ tối đa các tính năng như lướt web, soạn e-mail và tìm đường, đồng thời đi kèm với các gói cước linh hoạt Dịch vụ thành công nhất của OFT là e-mail, tiếp theo là các cổng thông tin di động, dịch vụ thông tin thời tiết và giao thông, mạng xã hội trực tuyến, và cuối cùng là các kênh truyền hình dành cho ĐTDĐ, mặc dù Pháp vẫn chưa có tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ truyền hình streaming.
Khu vực Châu Á - Thái Bình Dương
Vào tháng 1 năm 2009, Trung Quốc đã cấp 3 giấy phép 3G cho ba nhà khai thác viễn thông lớn là China Mobile, China Telecom và China Unicom Mỗi nhà khai thác sử dụng một chuẩn công nghệ khác nhau: China Mobile áp dụng công nghệ TD-SCDMA do Trung Quốc phát triển, trong khi China Telecom chọn công nghệ CDMA2000 và China Unicom sử dụng chuẩn công nghệ WCDMA của Châu Âu.
China Mobile, nhà khai thác di động lớn nhất thế giới với khoảng 493 triệu thuê bao vào cuối tháng 6/2009, đã phát triển mạng 3G dựa trên công nghệ TD-SCDMA, phục vụ cho 70% dân cư và phủ sóng 200 thành phố tại Trung Quốc Cùng thời điểm, China Telecom cũng triển khai mạng di động thế hệ thứ 3 và cung cấp dịch vụ truyền hình streaming chất lượng cao tại các thành phố lớn Các thuê bao 3G có thể truy cập ứng dụng đa phương tiện như Mobile TV và Video theo yêu cầu, với chất lượng âm thanh và hình ảnh vượt trội nhờ công nghệ 3G CDMA EVDO và nội dung từ mạng Nokia Siemens Dịch vụ truyền hình streaming của China Telecom có dung năng lớn, độ ổn định cao, hỗ trợ phát sóng sự kiện trực tiếp, và dễ dàng mở rộng với các ứng dụng mới cho khách hàng.
Tính đến thời điểm hiên tại thì Trung Quốc chưa có bộ tiêu chuẩn liên quan đến chất lượng dịch vụ truyền hình streaming.
Singapore là quốc gia tiên phong trong việc triển khai dịch vụ thông tin di động 3G tại Đông Nam Á Năm 2001, Singtel, nhà cung cấp dịch vụ di động hàng đầu, đã đầu tư 59 triệu USD để mua giấy phép băng tần 3G Đến tháng 7/2003, Singtel ký hợp đồng 220 triệu USD với Ericsson để xây dựng mạng 3G, sử dụng công nghệ W-CDMA Mạng 3G của Singtel đã được đưa vào khai thác rộng rãi trên toàn quốc vào cuối năm 2004, ban đầu hỗ trợ tốc độ truyền tải cao.
Mạng di động 3G của Singtel cung cấp tốc độ 384 Kbps khi di chuyển, cho phép người dùng lướt Internet, xem video thời gian thực và truyền hình streaming với nội dung phong phú Mặc dù dịch vụ này hứa hẹn nhiều tiềm năng, nhưng thời gian đầu triển khai vẫn gặp khó khăn do 3G chưa được chấp nhận rộng rãi và lo ngại về chi phí cũng như phản ứng từ người tiêu dùng SingTel nhận thấy sự ngần ngại của công chúng đối với công nghệ mới, nhưng họ lạc quan rằng 3G sẽ trở nên phổ biến giống như dịch vụ SMS Nhìn chung, mạng 3G tại Singapore đã mang lại trải nghiệm phong phú với dịch vụ truyền hình streaming, video theo yêu cầu và truyền tải dữ liệu tốc độ cao.
Hiện tại, Singapore chưa phát triển bộ tiêu chuẩn nào về chất lượng dịch vụ truyền hình streaming, mà chỉ có các quy định liên quan đến quản lý nội dung của dịch vụ này.
Nhật Bản là quốc gia tiên phong trong việc triển khai mạng thông tin di động 3G, với NTT DoCoMo và KDDI là hai nhà cung cấp dịch vụ hàng đầu Năm 1999, NTT DoCoMo ra mắt dịch vụ i-mode, giúp người dùng dễ dàng truy cập Internet Đến năm 2004, NTT triển khai mạng FOMA sử dụng công nghệ WCDMA, trong khi KDDI áp dụng CDMA2000 nâng cấp từ 1x EV-DO Các dịch vụ 3G đa dạng như video call, truyền hình streaming, MMS, trình duyệt Web và mua sắm trực tuyến đã thu hút 45 triệu thuê bao vào năm 2006 Tuy nhiên, hiện tại Nhật Bản vẫn chưa có tiêu chuẩn cho chất lượng dịch vụ truyền hình streaming.
Hình 6 Sự phát triển các dịch vụ 3G của Nhật Bản 1.4.4.4 Malaysia
Malaysia là một trong những quốc gia tiên phong triển khai dịch vụ 3G tại Đông Nam Á, với nhà mạng Maxis được thành lập vào năm 1993 Maxis cung cấp dịch vụ 3G trên băng tần 900, 1800 và 2100 MHz, phục vụ cả thuê bao trả trước và trả sau Ban đầu, dịch vụ 3G chỉ có tại các thành phố lớn như Kuala Lumpur, Selangor, Penang, Johor Bahru và Kuantan Sau khi thành công giai đoạn đầu, Maxis đã chuyển hướng chiến lược để tập trung vào người tiêu dùng, cung cấp hơn 200 sản phẩm và dịch vụ cho phép người dùng sử dụng trung bình 11MB dữ liệu mỗi tháng Đến cuối năm 2009, Maxis dự kiến sẽ chiếm 30% tổng số thuê bao 3G tại Malaysia, tăng từ 19% trong năm 2008, nhờ vào việc phát triển các thiết bị và dịch vụ tối ưu cho người dùng di động.
Vào tháng 9/2006, Maxis triển khai mạng 3,5G (HSDPA) Một số dịch vụ trên nền mạng 3G được Maxis cung cấp:
- Video call và Video mail
- Các dịch vụ dòng video chuyển mạch gói (bao gồm video theo yêu cầu, live channels và tải các clip video)
- Giám sát giao thông (Maxis triển khai hơn 50 video camera xung quang khu vực thành Klang Valley, Penang & Johor Bahru)
Hiện tại Malaysia chưa có bộ tiêu chuẩn liên quan đến chất lượng dịch vụ truyền hình streaming trên nền mạng 3G.
Tình hình phát triển dịch vụ truyền hình streaming tại Việt Nam
Thị trường cung cấp các dịch vụ viễn thông di động tại Việt Nam
Trong thập kỷ qua, thị trường thông tin di động tại Việt Nam đã có sự phát triển mạnh mẽ, với tổng số thuê bao di động hiện đang hoạt động gần đạt mức cao.
Với 112 triệu thuê bao, mật độ điện thoại di động tại Việt Nam đã đạt 86 máy/100 dân Thị trường thông tin di động đang dần bão hòa, tạo cơ hội cho sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ phi thoại Kể từ năm 2009, số lượng thuê bao di động tăng trưởng chậm lại và tiến tới bão hòa, trong khi đó, số thuê bao dịch vụ giá trị gia tăng (VAS) lại ghi nhận sự tăng trưởng đáng kể, đặc biệt là trong các dịch vụ dựa trên công nghệ 3G.
Ngày 12/10/2009, VinaPhone chính thức ra mắt mạng 3G, đánh dấu một kỷ nguyên mới cho thị trường thông tin di động tại Việt Nam với nhiều dịch vụ đa dạng Sau đó, các nhà mạng như MobiFone và Viettel nhanh chóng triển khai dịch vụ 3G/3,5G vào cuối năm 2009 Xu hướng này đã thu hút sự chú ý của các hãng sản xuất điện thoại lớn như Nokia, Samsung, Apple và Sony Ericsson, khi họ phát triển các mẫu điện thoại tích hợp nhiều tính năng hỗ trợ thông tin và nội dung đa phương tiện, đáp ứng nhu cầu giải trí và tương tác của người tiêu dùng, đặc biệt là giới trẻ yêu công nghệ.
Các loại dịch vụ truyền hình di động phổ biến đang được cung cấp bởi mạng 3G của Viettel, Mobiphone, Vinaphone và EVNTelecom như sau:
- Xem truyền hình trực tiếp các kênh (Live TV);
- Lịch phát sóng các chương trình truyền hình;
- Xem phim theo yêu cầu (Video on Demand);
- Xem và nghe video ca nhạc theo yêu cầu (Music on Demand - MoD), Nghe Audio Book, Hát Karaoke,…;
- Gửi tặng gói dịch vụ Mobile TV cho người thân và bạn bè.
Vinaphone
Vinaphone hiện sở hữu hơn 20.000 trạm BTS 2G và đã lắp đặt hơn 5.000 trạm BTS 3G, nhằm hỗ trợ chia tải cho mạng 2G Cùng với các nhà mạng Viettel, Mobiphone và liên danh EVN Telecom - Hà Nội Telecom, Vinaphone sử dụng công nghệ UMTS FDD để triển khai mạng 3G.
Từ tháng 10/2009, Vinaphone đã nâng cấp từ công nghệ 2G/2.5G lên 3G, mở ra nhiều dịch vụ mới như Video Call, Mobile TV, Mobile broadband, Mobile Internet, Mobile Camera VoD và dịch vụ định vị Khách hàng giờ đây có thể truy cập vào nhiều nội dung video phong phú mà trước đây bị hạn chế do tốc độ truy nhập dữ liệu thấp của mạng 2G Việc sử dụng dịch vụ trở nên dễ dàng hơn khi khách hàng truy cập vào trang wap 3G của VinaPhone.
Dịch vụ truyền hình streaming trên nền mạng 3G của VinaPhone cho phép người dùng xem các kênh truyền hình trực tiếp và nội dung theo yêu cầu trên điện thoại di động Để sử dụng dịch vụ, thuê bao cần đăng ký dịch vụ Mobile Internet, có thiết bị tương thích và cài đặt phần mềm như Real Player trong vùng phủ sóng 3G Khách hàng có thể tiết kiệm cước phí GPRS bằng cách sử dụng tính năng Streaming Links trong Real Player, với mức cước cố định hàng tháng Để bắt đầu, người dùng truy cập wap của VinaPhone hoặc đường dẫn http://tv.VinaPhone.com.vn, sau đó lưu lại đường dẫn vào phần Streaming Links với kênh truyền hình tương ứng Khi muốn xem lại, chỉ cần mở Streaming Links và chọn kênh.
Vinaphone hiện đang cung cấp đa dạng các gói cước truyền hình streaming, bao gồm gói Standard Live TV với 29 kênh cơ bản như VTV1, VTV2, VTV3, và gói VTC với 8 kênh VTC1, VTC2 Ngoài ra, khách hàng còn có thể lựa chọn các gói cước đơn lẻ theo ngày hoặc theo kênh Những gói cước này đáp ứng tốt nhu cầu của người dùng.
Mobifone
Vào ngày 15/12/2009, MobiFone chính thức ra mắt dịch vụ 3G, với cước phí VideoCall được tính như cuộc gọi thông thường Hiện tại, MobiFone đã phủ sóng 3G toàn bộ 100% các khu vực đô thị đông dân tại 63 tỉnh, thành phố trên toàn quốc Mạng 3G của MobiFone sử dụng công nghệ HSDPA, mang đến khả năng truy cập nhanh chóng cho khách hàng.
MobiFone cung cấp dịch vụ Internet và thư điện tử với tốc độ lên tới 7,2Mbps Đặc biệt, nhà mạng đã ký thỏa thuận roaming 3G với hơn 50 đối tác quốc tế ngay từ khi ra mắt dịch vụ Mạng 3G của MobiFone được tích hợp hoàn toàn với mạng hiện tại, giúp thuê bao duy trì kết nối liên tục khi di chuyển giữa các khu vực phủ sóng 2G và 3G MobiFone cũng đã phân chia 5 nhóm khu vực ưu tiên cho việc phủ sóng 3G, bao gồm đô thị đông dân, đô thị, ngoại ô, nông thôn và quốc lộ.
Khi khai trương mạng 3G, MobiFone đã giới thiệu 4 dịch vụ chính: Video Call, Mobile Internet, Mobile TV và Fast Connect Hiện tại, dịch vụ Mobile TV của MobiFone cung cấp nhiều gói cước linh hoạt, bao gồm TV1 với mức cước 5.000 đồng/ngày, TV7 với mức cước 20.000 đồng/7 ngày và TV30 với mức cước 50.000 đồng/30 ngày.
The TV offers a diverse selection of 32 channels, including VTV1, VTV3, HTV1, HTV2, Cartoon Network, HBO, Star Movies, and Fashion TV Additionally, it provides on-demand services such as Video on Demand (VoD), Music on Demand (MoD), audiobooks, and karaoke options.
Viettel
Ngày 25/3/2010, Tập đoàn Viễn thông Quân đội chính thức khai trương mạng di động thế hệ thứ 3 Với quan điểm 3G phải tốt và rộng như 2G, đến hết năm
Năm 2010, Viettel đã xây dựng hệ thống hạ tầng với gần 20.000 trạm BTS 3G, giúp phủ sóng đến trung tâm huyện và các xã lân cận ở hầu hết các tỉnh, thành phố trên cả nước Để nâng cao chất lượng dịch vụ, Viettel đầu tư vào mạng di động 3G với tốc độ cao nhất, triển khai HSPA trên toàn mạng với tốc độ tải dữ liệu lý thuyết đạt 14,4 Mbps và tốc độ upload lên tới 5,7 Mbps, sẵn sàng cho HSPA+ với tốc độ tải dữ liệu lên đến 21 Mbps.
Vào thời điểm ra mắt mạng di động 3G, Viettel đã giới thiệu đến khách hàng ba dịch vụ chính, bao gồm Video Call, dịch vụ truy cập Internet băng rộng tốc độ cao cho di động, và D-com 3G dành cho máy tính.
07 dịch vụ giá trị gia tăng: MobiTV, Imuzik 3G, Mclip, Vmail, Websurf, Mstore, Game - tất cả các dịch vụ trên đều được tích hợp trên Wapsite 3G
Hiện nay, Viettel đã thu hút hơn 1 triệu khách hàng sử dụng dịch vụ 3G, cùng với hàng trăm nghìn khách hàng khác trải nghiệm dịch vụ qua các chương trình thử nghiệm miễn phí Với dịch vụ MobiTV, khách hàng chỉ cần trả 35.000đ/tháng để xem 10 giờ truyền hình mỗi tháng, bao gồm các kênh như VTV1, VTV2, VTV3, Hà Nội 1, HTV7, HTV9, VTC1, VTC2, VTC8 (VITV) và FashionTV Để xem thêm các kênh khác như CNN, CNBC, VTC11, CTV13, khách hàng chỉ cần trả thêm từ 2.000đ đến 7.000đ mỗi kênh/tháng.
Liên danh EVNTelecom và Hanoi Telecom
Khác biệt với các nhà mạng khác, EVN Telecom là nhà mạng duy nhất đầu tư mới hoàn toàn vào cơ sở hạ tầng mạng 3G Mục tiêu của EVN Telecom là mang đến cho khách hàng trải nghiệm dịch vụ chất lượng cao và công nghệ hoàn hảo Với hạ tầng mạng truyền dẫn hiện đại và các dịch vụ giá trị gia tăng, EVN Telecom cam kết đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng với chất lượng dịch vụ tốt và giá cả hợp lý.
EVN Telecom áp dụng công nghệ HSDPA với tốc độ từ 1,8 đến 14,4 Mbit/s, tập trung cung cấp dịch vụ 3G tại 5 thành phố lớn: Hà Nội, TP.HCM, Hải Phòng, Đà Nẵng và Cần Thơ Trong giai đoạn đầu, công ty đã xây dựng 2.500 trạm NodeB và tiếp tục đầu tư thêm 5.000 trạm trên toàn quốc để nâng cao chất lượng dịch vụ và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng.
EVN Telecom cung cấp nhiều dịch vụ giá trị gia tăng qua 3G, bao gồm video call cho phép người dùng trò chuyện và nhìn thấy nhau trên điện thoại, Mobile Broadband giúp truy cập Internet băng rộng qua USB hoặc SIM 3G, và Mobile Internet cho phép truy cập Internet trực tiếp từ điện thoại Dịch vụ Mobile TV cho phép khách hàng xem TV, tải phim và clip ca nhạc, trong khi MMS cung cấp khả năng gửi tin nhắn đa phương tiện Khách hàng cũng có thể nghe nhạc, xem video clip, tải bài hát và nghe radio qua dịch vụ Mobile music Q-Mobile cho phép người dùng quản lý thư từ trên điện thoại, trong khi Game download cung cấp các trò chơi để chơi trực tuyến hoặc tải về Cuối cùng, Vclip cho phép xem và tải video clip về điện thoại di động.
- Xem trực tiếp các kênh truyền hình được yêu thích và đặc sắc nâng cao trong và ngoài nước trên điện thoại di động.
Xem các chương trình theo yêu cầu cho phép người dùng thưởng thức lại các chương trình truyền hình hoặc video theo sở thích cá nhân Nội dung phong phú bao gồm nhiều lĩnh vực khác nhau như ca nhạc, thời sự và phim, mang đến trải nghiệm giải trí đa dạng và hấp dẫn.
- Quản lý kênh yêu thích và xem lịch phát sóng của các kênh.
Nội dung số
Nội dung số đã phát triển ngay từ khi mạng mới phát triển đến thế hệ thứ 2.
Sự ra đời và triển khai mạng 3G tại Việt Nam đã tạo ra cơ hội lớn cho các nhà cung cấp nội dung số, hứa hẹn mang lại lợi nhuận khổng lồ Dịch vụ nội dung số bao gồm nhiều lĩnh vực như báo điện tử, email, chat, diễn đàn, tìm kiếm thông tin, game online, blog, nhạc online, phim online, mạng xã hội, chia sẻ phim ảnh, mua bán trực tuyến, quảng cáo trực tuyến và học tập trực tuyến Khi số lượng thuê bao ngày càng bão hòa, các nhà cung cấp cần tối ưu hóa mạng để cải thiện chất lượng dịch vụ và đồng thời phát triển nội dung số như một giải pháp tăng doanh thu hiệu quả.
Hiện nay, các nhà mạng di động tại Việt Nam đang tập trung mạnh mẽ vào việc phát triển dịch vụ nội dung số trên nền tảng mạng 3G.
Theo khảo sát của M:Metrics, chỉ khoảng 10% người dùng điện thoại di động hiện nay mua nhạc chuông từ các nhà cung cấp dịch vụ, mặc dù nhạc chuông là nội dung di động phổ biến nhất Thống kê cũng cho thấy chỉ 2% người dùng mua game, 3,5% đăng ký dịch vụ tải nhạc chuông hoặc hình nền, 0,4% xem video có trả phí và 0,2% tải một bài hát đầy đủ.
Hiện nay, các doanh nghiệp cung cấp nội dung số tại Việt Nam đang phải đối mặt với sự cạnh tranh gay gắt từ những tập đoàn lớn toàn cầu như Yahoo, Google và Facebook Một trong những thách thức lớn nhất mà họ gặp phải là việc sản xuất nội dung hấp dẫn, chuyên nghiệp và đáp ứng khối lượng lớn.
Tình hình tiêu chuẩn hóa truyền hình streaming trên thế giới
ITU
Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đã đưa ra nhiều khuyến nghị quan trọng liên quan đến mã hóa, giải mã và xử lý hình ảnh, âm thanh cho dịch vụ truyền hình streaming Những khuyến nghị này nhằm cải thiện chất lượng và hiệu suất của dịch vụ truyền hình trực tuyến.
1 ITU-T Recommendation H.263: "Video coding for low bit rate communication"
Khuyến nghị ITU-T H.263, được đề xuất bởi nhóm nghiên cứu SG-16 của ITU, quy định về mã hóa hình ảnh cho truyền tải thông tin với tốc độ bit thấp Khuyến nghị này cung cấp các mã nén cho các thành phần hình ảnh động, phục vụ cho các dịch vụ nghe nhìn tốc độ thấp Bộ mã hóa nguồn có khả năng mã hóa tín hiệu video theo 5 định dạng chuẩn hóa: Sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF, 16CIF, cùng với khả năng mã hóa theo nhiều định dạng khác Ngoài các thuật toán mã hóa cơ bản, H.263 còn đề xuất 16 tùy chọn mã hóa bổ sung nhằm nâng cao chất lượng hình ảnh tại đầu thu.
2 ITU-T Recommendation H.264: "Advanced video coding for generic audiovisual services”
Khuyến nghị này là bước tiến tiếp theo trong các tiêu chuẩn mã hóa video như H.261, H.262, H.263, nhằm nâng cao khả năng nén ảnh động cho các dịch vụ như truyền hình hội nghị, quảng bá truyền hình và truyền tải luồng qua Internet Nó cũng cho phép linh hoạt trong việc nén video cho nhiều môi trường mạng khác nhau.
3 ITU-T Recommendation G.722.2: “Wideband coding of speech at around
16 Kbps using Adaptive Multi-Rate Wideband (AMR-WB)”
Khuyến nghị ITU-T G 722.2, được phê duyệt vào tháng 2 năm 2002 bởi nhóm nghiên cứu SG-16 của ITU-T, tập trung vào bộ mã hóa và giải mã thích ứng đa tốc độ băng rộng với chất lượng cao cho tín hiệu thoại băng thông 7KHz Bộ này hoạt động trong dải tốc độ từ 6,6 Kbps đến 23,85 Kbps Các định dạng khung được quy định trong phụ lục của khuyến nghị cũng đã được 3GPP thông qua trong tiêu chuẩn kỹ thuật 3GPP TS 26.201.
4 ITU-R Recommendation BS.1387-1: “Method for objective measurements of perceived audio quality”.
Khuyến nghị này cung cấp phương pháp đo kiểm khách quan để đánh giá chất lượng âm thanh, bao gồm 4 phụ lục Phụ lục 1 trình bày ứng dụng và đo kiểm tín hiệu, trong khi phụ lục 2 nêu các mô hình đo kiểm và ngưỡng đánh giá độ tin cậy Phụ lục 3 phác thảo mô hình, và phụ lục 4 mô tả nguyên lý cùng đặc tính của phép đo chất lượng âm thanh Các thông số đánh giá chất lượng âm thanh bao gồm Tỷ số tạp âm, đo chất lượng âm thanh cảm nhận, ước lượng cảm nhận, phép đo cảm nhận chủ quan và phương pháp Tollbox Dựa trên khuyến nghị này, OPTICOM của Đức đã phát triển giải thuật PEAQ (Perceptual Evaluation of Audio Quality) để đánh giá và cho điểm tín hiệu âm thanh theo thang điểm MOS, hoàn toàn tuân thủ ITU-R BS.1387.
5 ITU-T Recommendation J.247: “Objective perceptual multimedia video quality measurement in the presence of a full reference”
Khuyến nghị J.247 cung cấp hướng dẫn và lựa chọn thiết bị đo chất lượng video có độ tương quan cao với cảm nhận của con người, phù hợp cho các ứng dụng đa phương tiện Các phương pháp đo kiểm chất lượng hình ảnh được đề xuất dựa trên các nghiên cứu của NTT, OPTICOM, Psytechnics và Yonsei Đặc biệt, khuyến nghị này giới thiệu thuật toán PEVQ (Perceptual Evaluation of Video Quality) để đánh giá và cho điểm chất lượng video.
MOS (Mean Opinion Score) được sử dụng để đánh giá chất lượng luồng video bằng cách trích mẫu video bị suy giảm từ mạng và so sánh với tín hiệu video chuẩn Kết quả của thuật toán sẽ cho ra điểm MOS cho luồng video được kiểm tra Bên cạnh đó, chất lượng trải nghiệm (QoE) của người dùng cũng được thảo luận nhằm đánh giá toàn diện hơn về chất lượng video.
Phương pháp đo kiểm theo mô hình tham chiếu đầy đủ là lựa chọn tối ưu khi tín hiệu video chuẩn có sẵn tại điểm đo, phù hợp cho các phép đo tại thiết bị đơn lẻ hoặc trong phòng thử nghiệm Các phương pháp ước lượng này dựa trên việc xử lý hình ảnh với độ phân giải VGA, CIF và QCIF.
Khuyến nghị này áp dụng cho các dịch vụ truyền tải có tốc độ bằng hoặc thấp hơn 4Mbit/s đến các thiết bị di động Để đảm bảo phương pháp đo lường có giá trị, cần thừa nhận các điều kiện cụ thể cho từng độ phân giải.
- PDA/mobile(QCIF): tốc độ 16 Kbps đến 320 Kbps
Các mô hình ước lượng được đề xuất không thể thay thế hoàn toàn phương pháp đo chủ quan, với hệ số tương quan giữa hai phương pháp thường dao động từ 0,95 đến 0,98 Khi áp dụng các mô hình này để so sánh hệ thống video, như so sánh các mã hóa, cần sử dụng phương pháp định lượng (theo ITU-J.149) để xác định độ chính xác của mô hình trong ngữ cảnh thực tế.
Các mô hình trong khuyến nghị này được xác nhận giá trị thông qua việc thực hiện đo kiểm video với khung mẫu dừng hình tối đa 2 giây Tuy nhiên, các mô hình này không được xác nhận giá trị cho việc đo kiểm video có độ trễ tăng tuyến tính, như trong trường hợp tín hiệu video không loại bỏ các khung lỗi sau một khung dừng hình.
Bảng 1 Độ tương quan giữa các mô hình giải thuật của các hãng
STT Độ phân giải NTT OPTICOM Psytechnics Yonsei PSNR
Các tiêu chuẩn của tổ chức ITU quy định về định dạng, mã hóa và giải mã hình ảnh cùng âm thanh trong công nghệ truyền hình di động qua 3G, đồng thời thiết lập các tiêu chí chất lượng hình ảnh.
Hiện nay, ITU đã công bố khuyến nghị ITU-T J.247 và ITU-R BS.1387-1, giúp đánh giá chất lượng hình ảnh và âm thanh của dịch vụ truyền hình streaming trên mạng 3G.
IETF
IETF chủ yếu nghiên cứu và phát triển các chuẩn giao thức mạng IP Trong hệ thống cung cấp dịch vụ truyền hình di động dựa trên công nghệ 3G, nội dung được truyền tải qua công nghệ streaming media thời gian thực sử dụng các giao thức RTP/UDP/IP Do đó, các tiêu chuẩn liên quan đến truyền hình streaming trở nên rất quan trọng.
1 IETF RFC 2326: "Real Time Streaming Protocol (RTSP)"
RTSP (Real-Time Streaming Protocol) là giao thức truyền tải thời gian thực, được sử dụng để thiết lập và điều khiển luồng âm thanh và hình ảnh Ngoài ra, RTSP còn có thể hoạt động như một phương thức "điều khiển mạng từ xa" cho các máy chủ đa phương tiện.
2 IETF RFC 4566: "SDP Session Description Protocol” Định nghĩa khuôn dạng dữ liệu cho giữa máy chủ PSS và client PSS Máy chủ PSS sẽ cung cấp loại hình dữ liệu hình ảnh và âm thanh theo SDP và SDP sẽ gửi tới client PSS mô tả loại dữ liệu media MIME mã hóa trong phiên.
3 IETF STD 0006: "User Datagram Protocol"
Là giao thức gói dữ liệu người sử dụng (UDP), định nghĩa việc điều khiển và truyền dữ liệu hình ảnh và âm thanh truyền qua mạng UDP/IP.
4 IETF STD 0007: "Transmission Control Protocol"
Là giao thức điều khiển truyền tải (TCP), định nghĩa việc điều khiển và truyền dữ liệu hình ảnh và âm thanh truyền qua mạng TCP/IP.
5 IETF RFC 3550: "A Transport Protocol for Real-Time Applications"
Giao thức truyền tải cho các ứng dụng thời gian thực định nghĩa cách truyền dữ liệu cho hình ảnh và âm thanh, bao gồm việc phản hồi chất lượng đường truyền RTCP mô tả thuật toán điều khiển thời gian truyền và nhận bản tin đánh giá tốc độ, đảm bảo hiệu suất tối ưu cho các ứng dụng này.
6 IETF RFC 3551:"RTP Profile for Audio and Video Conferences with Minimal Control"
Giao thức AVP, hay còn gọi là giao thức RTP, được thiết kế cho các cuộc hội nghị âm thanh và video với mức điều khiển tối thiểu Mục tiêu của giao thức này là giảm thiểu các quy tắc giữa các phiên truyền hình ảnh và âm thanh, từ đó tối ưu hóa hiệu suất truyền tải.
7 IETF RFC 4867: "RTP Payload Format and File Storage Format for the Adaptive Multi-Rate” Định dạng tải RTP và định dạng lưu trữ file cho các bộ mã hóa thích ứng đa tốc độ (AMR), thích ứng đa tốc độ băng hẹp (AMR-NB) và thích ứng đa tốc độ băng rộng (AMR-WB).
8 IETF RFC 3016: "RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams" Định dạng tải tin RTP cho các treaming audio/visual MPEG-4 bao gồm mã hóa âm thanh aacPlus and MPEG-4 AAC, mã hóa hình ảnh MPEG-4 cho file MIME;
9 IETF RFC 4629: "RTP Payload Format for the ITU-T Rec H.263 Video" Định dạng tải RTP cho H.264 video bao gồm mã hóa hình ảnh H.263 cho file MIME.
10 IETF RFC 3711: "The Secure Real-time Transport Protocol (SRTP) Multimedia files"
Là giao thức bảo mật truyền dữ liệu hình ảnh và âm thanh thời gian thực.
Các tiêu chuẩn của tổ chức IETF quy định định dạng file hình ảnh và âm thanh, cũng như giao thức điều khiển và truyền media qua mạng TCP/UDP/IP theo thời gian thực Những tiêu chuẩn này được áp dụng trong dịch vụ truyền hình streaming trên mạng 3G.
Hiện tại IETF chưa có các khuyến nghị liên quan chất lượng dịch vụ truyền hình streaming trên nền mạng 3G.
ISO/IEC
Tổ chức ISO/IEC phát triển các tiêu chuẩn quốc tế cho việc nén, giải nén, xử lý và hiển thị ảnh động cũng như âm thanh mã hóa Các tiêu chuẩn này đặc biệt liên quan đến định dạng hình ảnh và âm thanh phục vụ cho dịch vụ truyền hình di động.
1 ISO/IEC 14496-x: "Information technology – Coding of audio-visual objects”
Tiêu chuẩn MPEG-4, được phát triển với nhiều phần, trong đó phần 3 (xuất bản năm 2005) chuyên về âm thanh với định dạng mã hóa accPlus và AAC cho truyền tải hình ảnh và âm thanh Đây là tiêu chuẩn âm thanh quốc tế mới, tích hợp nhiều kiểu mã hóa âm thanh tự nhiên và tổng hợp Sự phát triển của mã hóa âm thanh MPEG-4 đã đánh dấu kỷ nguyên mới cho âm thanh kỹ thuật số Phần 2 (xuất bản năm 2004) liên quan đến hình ảnh, bao gồm mã hóa và giải mã cho truyền hình di động Phần 10 (xuất bản năm 2010) giới thiệu định dạng mã hóa H.264, đáp ứng nhu cầu cao về chất lượng nén hình ảnh cho các ứng dụng như lưu trữ kỹ thuật số và truyền hình ISO/IEC 14496-10:2010 bao gồm kỹ thuật mã hóa video tiên tiến (AVC) và mở rộng cho mã hóa video mở rộng (SVC) và mã hóa (MVC) Cuối cùng, phần 12 quy định định dạng file ISO trong MPEG-4 và cấu trúc sử dụng của các định dạng tập tin cơ bản.
2 ISO/IEC 10918-1:1993: "Information technology – Digital compression and coding of continuous-tone still images – Requirements and guidelines"
Tiêu chuẩn này quy định định dạng hiển thị hình ảnh JPEG trong file MPEG-4, bao gồm các quy trình chuyển đổi dữ liệu hình ảnh nguồn sang dữ liệu hình ảnh nén và ngược lại Nó cũng cung cấp hướng dẫn thực hiện trong thực tế và xác định các mã đặc trưng cho hình ảnh nén số liệu.
3 ISO/IEC 15444-12:2005: "Information technology – JPEG 2000 image coding system – Part 12: ISO base media file format"
Tiêu chuẩn này xác định cách đo lường suy hao do nén và mất dữ liệu trong hình ảnh kỹ thuật số, đồng thời cải thiện các tính năng của JPEG thông qua việc chỉnh sửa và khả năng mở rộng JPEG 2000 hỗ trợ mã hóa siêu dữ liệu hình ảnh dưới định dạng XML.
4 ISO/IEC 10646-1:2000: "Information technology – Universal Multiple- Octet Coded Character Set (UCS) – Part 1: Architecture and Basic Multilingual Plane" định dạng văn bản trong hiển thị hình ảnh.
Các tiêu chuẩn ISO/IEC liên quan đến định dạng, mã hóa và giải mã hình ảnh và âm thanh trong công nghệ truyền hình di động qua 3G chưa bao gồm các khuyến nghị về chất lượng dịch vụ truyền hình streaming trên mạng 3G.
ESTI và 3GPP
3GPP đã chuẩn hóa UMTS vào cuối năm 1999, tập trung vào giao diện vô tuyến WCDMA và kiến trúc mạng truy nhập vô tuyến mới Tổ chức này dự kiến thiết lập các tiêu chuẩn cho mã video, âm thanh, định dạng file media và quy trình thiết lập phiên truyền tải Phiên bản R99 cung cấp cơ chế cho các mạng thiết lập phiên video-streaming và cuộc gọi thoại thấy hình với các mã đã được chuẩn hóa Streaming có thể được thực hiện qua chuẩn 3GPP-PSS Phiên bản 4 ra mắt năm 2001 nhằm cải thiện giao diện và kiến trúc UMTS, nhưng sự đột phá thực sự đến với phiên bản 5, hỗ trợ HSDPA và hệ thống IP đa phương tiện Phiên bản này giới thiệu mạng truy nhập vô tuyến mặt đất IP UMTS, với IP UTRAN sử dụng IP làm giao thức truyền tải, giúp định tuyến linh hoạt hơn Cuối cùng, phiên bản 6 hỗ trợ H.264 và MBMS.
Tổ chức 3GPP phát triển các tiêu chuẩn quan trọng cho streaming gói PSS, bao gồm kiến trúc hệ thống quảng bá, dịch vụ, yêu cầu kỹ thuật cho đường truyền vô tuyến, phân phối tín hiệu quảng bá, bảo mật và tính cước Các tiêu chuẩn này đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng và hiệu quả của dịch vụ truyền thông.
1 ETSI TS 102 250 “Speech Processing, Transmission and Quality Aspects (STQ) QoS aspects for popular services in GSM and 3G networks” Đây là bộ tiêu chuẩn khá đầy đủ của ETSI được xuất bản đề cập trực tiếp đến rất nhiều loại hình dịch vụ trong mạng GSM cũng như mạng 3G, trong đó có dịch vụ Truyền hình streaming (phần Video Streaming) Nội dung cụ thể của bộ tiêu chuẩn này có thể được tóm tắt như sau:
Tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-1 xác định các vấn đề về chất lượng dịch vụ (QoS) cho mạng GSM và 3G, đồng thời tóm tắt các dịch vụ sẽ được trình bày trong các phần từ ETSI 102 250-2 đến ETSI 250-7 Tiêu chuẩn này cũng phân biệt rõ giữa “chất lượng dịch vụ QoS”, “chất lượng mạng” và “chất lượng theo đánh giá của người sử dụng QoE”.
Tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-2 xác định các tham số chất lượng dịch vụ quan trọng cho mạng GSM và mạng 3G, đồng thời hướng dẫn cách tính toán các tham số này Tuy nhiên, bộ tiêu chuẩn này không cung cấp giá trị điểm ngưỡng cho từng chỉ tiêu dịch vụ.
Tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-3 quy định các thủ tục cơ bản cần thiết để thực hiện việc đo lường chất lượng dịch vụ trên mạng GSM và mạng 3G, bao gồm các thiết lập và tham số liên quan đến các phép đo này.
Tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-4 quy định các yêu cầu tối thiểu cho thiết bị đo chất lượng dịch vụ trong mạng GSM và 3G Tiêu chuẩn này đảm bảo rằng các giá trị và điểm lật cần thiết để tính toán các tham số chất lượng dịch vụ, như đã nêu trong ETSI TS 102 250-2, có thể được đo lường theo các quy trình trong ETSI TS 102 250-3 Thiết bị đáp ứng các tiêu chí này sẽ cho phép thực hiện các phép đo một cách tin cậy và liên tục.
Tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-5 quy định các bài đo cụ thể cần thiết để thực hiện việc so sánh hiệu suất giữa các mạng GSM và 3G, bao gồm cả trong nước và quốc tế.
Tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-6 hướng dẫn các bước tính toán thống kê số liệu đo kiểm chất lượng dịch vụ cho mạng GSM và 3G, sử dụng các hệ thống đo khảo sát.
Tiêu chuẩn ETSI TS 102 250-7 mô tả quy trình đo lường chất lượng dịch vụ trong mạng GSM, trong đó các kết quả được thu thập thông qua phương pháp thống kê nội suy.
2 3GPP TS 26.140: “Multimedia Messaging Service (MMS); Media formats and codes”
Tiêu chuẩn này quy định định dạng file và mã hóa cho dịch vụ đa phương tiện trong mạng 3GPP, bao gồm mã cho thoại, hình ảnh, âm thanh, đồ họa và tích hợp đa phương tiện, cùng với các cơ chế đồng bộ.
3 3GPP TS 26.141: “IP Multimedia System (IMS) Messaging and Presence; Media formats and codecs”
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu cơ bản về truyền dẫn và mã hóa trong bản tin IMS, đồng thời xác định các loại phương tiện truyền thông bắt buộc cho dịch vụ.
4 3GPP TS 26.346: “Multimedia Broadcast/Multicast Service (MBMS); Protocols and codecs”
Tiêu chuẩn này xác định yêu cầu về ngôn ngữ SMIL 3GPP, mô tả cách cung cấp dịch vụ tải dữ liệu và streaming trong chế độ quảng bá và đa hướng, cũng như mã hóa file truyền trong mạng MBMS MBMS là dịch vụ điểm – đa điểm, cho phép truyền dữ liệu từ một nguồn đến nhiều người, giúp tối ưu hóa việc chia sẻ tài nguyên mạng Dịch vụ này có hai chế độ hoạt động: broadcast và multicast Mục tiêu của tài liệu là định nghĩa các phương tiện truyền thông, mã, giao thức truyền tải, và ứng dụng MBMS nhằm tối đa hóa việc sử dụng lại các thành phần dịch vụ như MMS và PSS.
3GPP TS 26.234 outlines the protocols and codecs for Transparent end-to-end Packet-switched Streaming Service (PSS) within the 3GPP system It specifies signaling control protocols, switching mechanisms, and the transmission of audio and video, ensuring compatibility and protection Additionally, it defines encodings for audio, video, still images, graphics, and text.
6 3GPP TS 26.244: “Transparent end-to-end packet switched streaming service (PSS); 3GPP file format (3GP)”
Mô tả định dạng file 3 GPP (3GP) theo định dạng file ISO và các đặc điểm tương thích với MMS và PSS;
7 3GPP TR 26.950: “Technical Specification Group Services and System Aspects; Study on Surround Sound codec extension for PSS and MBMS”
Bao gồm một số nghiên cứu liên quan đến việc mã hóa âm thanh vòm, tái tạo âm thanh ở điện thoại di động trong PSS và MBMS.
8 3GPP TS 33.246: “3G Security; Security of Multimedia Broadcast/ Multicast Service (MBMS)”
Bảo mật trong MBMS là một vấn đề quan trọng, với chức năng quản lý khoá MBMS cung cấp các thiết bị đầu cuối có thẩm quyền với khoá cần thiết để giải mã tập tin và luồng BM-SC đảm nhận việc phát sinh và phân phối các khoá MBMS tới các đầu cuối, và đầu cuối sẽ yêu cầu khoá khi cần giải mã dữ liệu Các yêu cầu khoá cũng có thể được khởi động từ BM-SC thông qua thông báo cập nhật khoá Hệ thống quản lý khoá dựa trên thẻ SIM hoặc USIM, trong đó thẻ SIM là thẻ thông minh cho hệ thống 2G, còn USIM là thẻ thông minh cho hệ thống 3G UMTS.
9 3GPP TS 22.233: “Transparent end-to-end packet-switched streaming service; Stage 1”
Nhận xét
Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế đã thiết lập nhiều tiêu chuẩn cho việc truyền tải video qua mạng 3G Trong khi IETF tập trung vào các giao thức truyền tải cần thiết cho mạng di động 3G, IEC/ISO lại chú trọng đến việc nén và giải nén âm thanh, hình ảnh Hiện tại, tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ chủ yếu được quy định bởi ETSI/3GPP, với các tiêu chuẩn như ETSI 102-250 và khuyến nghị ITU IT-T J.247 về chất lượng hình ảnh cùng ITU-R BS.1387-1 về chất lượng âm thanh.
