Truyền hình qua giao thức Internet

IPTV (viết tắt của Internet Protocol Television, có nghĩa là Truyền hình qua giao thức Internet) là hệ thống truyền hình kỹ thuật số sử dụng giao thức Internet qua hạ tầng mạng, có thể là kết nối băng thông rộng. IPTV cung cấp truyền hình thay vì qua sóng vô tuyến hay cáp, mà qua các công nghệ mạng máy tính.

IPTV thường đi kèm với dịch vụ video theo yêu cầu và có thể kết hợp với dịch vụ Internet như web và VoIP. Sự kết hợp IPTV, VoIP và Internet được gọi là dịch vụ 'Triple Play' (hoặc Tam giác), và khi thêm di động thì gọi là 'Quadruple Play'. IPTV thường được cung cấp qua mạng gần kề và cạnh tranh với truyền hình trên Internet công cộng, còn gọi là Truyền hình Internet. IPTV cũng có thể phát nội dung qua mạng nội bộ LAN và cung cấp dịch vụ VoD (Video on Demand) cùng các dịch vụ Internet như web và VoIP.

Lịch sử

Thuật ngữ IPTV lần đầu xuất hiện vào năm 1995 khi Percept Software được thành lập bởi Judith Estrin và Bill Carrico. Giao thức này phát triển sản phẩm Video Internet tên là IP/TV, cung cấp đường truyền đa hướng (multicast backbone) tương thích với Windows và Unix, sử dụng giao thức RTP và RTCP cho kênh truyền hình. Phần mềm này do Steve Casner, Karl Auerbach và Cha Chee Kuan phát triển. Cisco Systems mua bản quyền IP/TV vào năm 1998 và vẫn giữ thương hiệu này.

Công ty phát thanh Internet AudioNet bắt đầu phát sóng trực tiếp qua Internet với nội dung từ kênh WFAA-TV vào tháng 1 năm 1998 và kênh KCTU-LP vào ngày 10 tháng 1 năm 1998.

Kingston Communications, nhà cung cấp viễn thông ở Vương quốc Anh, ra mắt kênh KIT (Kingston Interactive Television - Kênh truyền hình tương tác Kingston) qua dịch vụ IPTV trên đường truyền thuê bao DSL vào tháng 9 năm 1999, sau khi thử nghiệm nhiều kênh truyền hình và video theo yêu cầu. Các nhà điều hành đã bổ sung dịch vụ video theo yêu cầu vào tháng 10 năm 2001 với Yes TV, một nhà cung cấp nội dung Video theo yêu cầu. Kingston là một trong những công ty tiên phong giới thiệu IPTV và video theo yêu cầu qua đường truyền ADSL. Đến năm 2006, dịch vụ KIT ngừng hoạt động với số lượng thuê bao giảm từ 10.000 xuống còn 4.000.

Năm 1999, tại Canada, NBTel (hiện là Bell Aliant) là nhà cung cấp đầu tiên triển khai quảng cáo trên sóng truyền hình qua giao thức Internet thông qua đường truyền ADSL. NBTel sử dụng Alcatel 7350 DSLAM và phần mềm trung gian giữa máy khách và cơ sở dữ liệu do iMagic TV (thuộc Bruncor - công ty mẹ của NBTel) phát triển. Dịch vụ này được bán dưới thương hiệu VibeVision tại New Brunswick và mở rộng sang Nova Scotia vào đầu năm 2000 sau khi Aliant được thành lập. Kênh truyền hình iMagic sau đó được bán cho Alcatel.

Năm 2002, SaskTel trở thành công ty thứ hai ở Canada triển khai dịch vụ video qua Internet Protocol (IP) qua đường truyền DSL, sử dụng nền tảng DSL Lucent Stinger. Đến năm 2006, đây là công ty Bắc Mỹ đầu tiên cung cấp truyền hình độ nét cao (HDTV) trên dịch vụ IPTV.

Năm 2003, Total Access Networks ra mắt dịch vụ IPTV, cung cấp 100 trạm phát miễn phí trên toàn cầu.

Năm 2005, Bredbandsbolaget giới thiệu dịch vụ IPTV đầu tiên tại Thụy Điển. Tuy nhiên, đến tháng 1 năm 2009, họ không còn là nhà cung cấp hàng đầu nữa. TeliaSonera, công ty ra mắt dịch vụ sau, đã chiếm ưu thế với số lượng khách hàng lớn hơn.

Năm 2006, Verizon FiOS cho ra mắt dịch vụ IPTV tại Hoa Kỳ, bao gồm văn phòng dịch vụ video ở nhiều khu vực và một văn phòng chính tại toàn quốc. Verizon cung cấp hơn 300 kênh ở 11 thành phố và dự kiến mở rộng thêm vào năm 2007. Đến tháng 3 năm 2009, Verizon FiOS thông báo đã mở rộng lên hơn 100 kênh truyền hình độ phân giải cao. Verizon xây dựng hệ thống IP riêng biệt cho dịch vụ video.

Năm 2007, TPG trở thành nhà cung cấp dịch vụ Internet đầu tiên tại Úc cung cấp IPTV. Dịch vụ này đi kèm với gói ADSL2+ và miễn phí cho khách hàng với các kênh trung gian và quốc tế. Đến năm 2010, iiNet và Telstra cũng triển khai dịch vụ IPTV kết hợp với kế hoạch Internet nhưng có phí bổ sung.

Năm 2008, PTCL giới thiệu dịch vụ IPTV dưới tên thương hiệu PTCL Smart TV. Dịch vụ này hiện có mặt ở 50 thành phố lớn với 140 kênh trực tuyến và hơn 500 video theo yêu cầu, cung cấp các tính năng chính như:

• Truyền hình theo yêu cầu thời gian
• Kiểm soát truy cập
• EPG (Electronic Program Guide) - hướng dẫn chương trình điện tử
• VOD (Video on Demand) - video theo yêu cầu
• NVOD (Near Video on Demand) – video theo yêu cầu gần

Năm 2009, công ty ZaapTV™ ra mắt dịch vụ IPTV với thiết bị thu sóng ZaapTV HD1009N. Thiết bị này cho phép xem các kênh truyền hình trực tiếp từ khắp nơi trên thế giới. Đến năm 2013, với phiên bản thế hệ thứ tư, ZaapTV HD1009N vẫn là một trong những sản phẩm hàng đầu trên thị trường với hơn 1200 kênh trực tuyến. Thành công của thiết bị này đã được ghi nhận nhờ ảnh hưởng của nó trên thị trường Hoa Kỳ.

Năm 2010, sau khi sáp nhập Embarq (2009) và Qwest (2010), CenturyLink gia nhập thị trường Mỹ với dịch vụ IPTV mang tên Prism, sau khi thử nghiệm thành công tại bang Florida.

Năm 2011, TOT (Tổ chức Truyền hình Thái Lan) giới thiệu dịch vụ IPTV qua ADSL. Dịch vụ cung cấp bốn mức cấu trúc, từ gói miễn phí với các kênh truyền hình trung gian tiếng Thái, đến các gói giải trí đầy đủ với mạng lưới kênh quốc tế bằng các ngôn ngữ Thái, Anh, Pháp, Hàn Quốc, Ấn Độ và Ả Rập.

Năm 2013, Vmedia ra mắt dịch vụ IPTV qua truyền hình cáp/DSL tại vùng Ontaria, Canada, với kế hoạch mở rộng ra toàn quốc.

Năm 2013, công ty IPTV Hospitality triển khai dịch vụ OTT với 40 kênh truyền hình trực tuyến phủ sóng toàn nước Úc và New Zealand, dựa trên nền tảng mạng lưới tốc độ cao.

Vào thời điểm gần Thế vận hội mùa đông 2014, công nghệ cầu nối Shortest - Shortest path bridging (IEEE 802.1aq) đã được triển khai để cung cấp 36 kênh IPTV Olympic với tốc độ cao.

Năm 2016, Telkom Indonesia, tập đoàn viễn thông hàng đầu tại Indonesia, giới thiệu dịch vụ IndiHome tích hợp truyền hình UseeTV và dịch vụ internet, giúp khách hàng chuyển đổi TV thường thành TV thông minh Android.

Tại Việt Nam, ba nhà mạng chủ chốt sử dụng công nghệ IPTV là FPT, VNPT và Viettel, đồng thời đây cũng là những nhà mạng phổ biến nhất trong nước.

IPTV và Truyền hình Internet

Dịch vụ IPTV thường được cung cấp qua các hệ thống mạng phức tạp với đầu tư lớn vào băng thông rộng để phục vụ nhiều luồng multicast. Một mạng chất lượng cao hơn sẽ đảm bảo dịch vụ tốt hơn với chất lượng hình ảnh và âm thanh ưu việt.

'Internet TV' là dịch vụ truyền hình qua mạng IP (thường là Internet) theo mô hình 'best effort', nghĩa là dữ liệu được gửi đi mà không đảm bảo chất lượng.

So với IPTV, Internet TV có ưu điểm là thời gian đưa vào thị trường nhanh hơn và đầu tư ít tốn kém hơn. Nó có thể tận dụng hạ tầng mạng hiện có như băng rộng, ADSL, Wi-Fi, cáp và vệ tinh.

Cấu trúc hệ thống IPTV

Cấu trúc mạng máy chủ video

Có hai kiểu cấu trúc chính: tập trung và phân tán. Cấu trúc tập trung khá đơn giản và dễ quản lý, ví dụ như lưu trữ toàn bộ nội dung trên các máy chủ trung tâm. Mô hình này thích hợp cho các mạng cung cấp dịch vụ VoD quy mô nhỏ với băng thông đủ ở cả mạng lõi và biên, cùng với một Content Delivery Network (CDN) mạnh mẽ.

Cấu trúc phân tán mang lại lợi thế trong việc quản lý băng thông và hệ thống cho các mạng lớn. Để vận hành hiệu quả, cấu trúc phân tán cần công nghệ phân phối nội dung tiên tiến và thông minh.

Những thách thức trong giải pháp IPTV End-to-End

Khi triển khai dịch vụ IPTV, cần chú ý đến các vấn đề công nghệ như phân phối nội dung, phần mềm trung gian (middleware), cấu trúc mạng truyền tải, và thiết bị dành cho người dùng cuối.

IPTV dựa trên các dịch vụ hội tụ

Lợi ích nổi bật của mạng IP là khả năng tích hợp và hội tụ các dịch vụ. Sự hội tụ này tạo ra sự tương tác giữa các dịch vụ hiện có và phát triển các dịch vụ mới. Ví dụ, dịch vụ Caller ID hiển thị trên TV cho phép người dùng nhận diện cuộc gọi. Các dịch vụ dựa trên IP cho phép người dùng tra cứu thông tin từ TV, máy tính, điện thoại di động, và tích hợp nội dung một cách liền mạch.

Thị trường

Dự đoán số lượng thuê bao IPTV toàn cầu sẽ tăng từ 28 triệu vào năm 2009 lên 83 triệu vào năm 2013. Châu Âu và châu Á hiện dẫn đầu về số lượng thuê bao, trong khi châu Âu và Bắc Mỹ đóng góp phần lớn doanh thu toàn cầu. Mặc dù Trung Quốc và Ấn Độ có doanh thu bình quân thấp, châu Á là khu vực phát triển nhanh nhất, với thị trường lớn nhất. Doanh thu toàn cầu từ IPTV dự kiến sẽ tăng từ 12 tỷ USD vào năm 2009 lên 38 tỷ USD vào năm 2013.

Dịch vụ IPTV đã được triển khai tại Bosnia và Herzegovina, Bulgaria, Pakistan, Canada, Croatia, Lithuania, Moldova, Macedonia, Montenegro, Ba Lan, Mông Cổ, Romania, Serbia, Slovenia, Hà Lan, Georgia, Hy Lạp, Đan Mạch, Phần Lan, Estonia, Cộng hòa Séc, Hungary, Na Uy, Thụy Điển, Iceland, Turkey, Colombia và Chile. Anh Quốc đã ra mắt IPTV sớm nhưng phát triển chậm, với 398.000 thuê bao vào tháng 2 năm 2009. Claro cũng giới thiệu dịch vụ 'Claro TV'. IPTV hiện có tại các quốc gia như Cộng hòa Dominicana, El Salvador, Guatemala, Honduras và Nicaragua. Dịch vụ này đang phát triển tại các quốc gia Nam Á như Sri Lanka, Pakistan và đặc biệt là Ấn Độ, trong khi Nga và Kazakhstan đã triển khai dịch vụ IPTV qua Kazakhtelecom JSC và Alacast với thương hiệu 'iD TV' tại Astana và Almaty từ năm 2009 và mở rộng ra quốc tế vào đầu năm 2010. Iinet ISP của Úc cũng giới thiệu IPTV đầu tiên với fetchtv.

Dịch vụ IPTV đầu tiên tại Trung Quốc được ra mắt với tên gọi 'BesTV' và hiện có mặt ở Thượng Hải và Cáp Nhĩ Tân. Tại Ấn Độ, IPTV được cung cấp bởi Airtel và các nhà cung cấp dịch vụ của Chính phủ MTNL và BSNL hợp tác với AKSH, có mặt ở hầu hết các thành phố lớn. Tập đoàn UF ở miền nam Ấn Độ cũng đang triển khai dịch vụ IPTV với các tính năng như video theo yêu cầu, mua sắm trực tuyến, hội nghị truyền hình, ứng dụng truyền thông và học tập trực tuyến trên mỗi hộp thu kỹ thuật số IPTV.

Tại Sri Lanka, Sri Lanka Telecom (do SLT VisionCom quản lý) đã ra mắt dịch vụ IPTV vào năm 2008 với tên gọi Peo TV. Dịch vụ này hiện đã có mặt trên toàn lãnh thổ.

Ở Pakistan, PTCl giới thiệu dịch vụ IPTV vào năm 2008 dưới thương hiệu Smart TV, hiện có sẵn ở nhiều thành phố lớn.

Malaysia đã chứng kiến nhiều nỗ lực triển khai dịch vụ IPTV từ năm 2005, bao gồm cả sự thất bại của nhà cung cấp PayTV MiTV. Các thử nghiệm qua dịch vụ UHF cũng không đạt kết quả. Hypp TV được cho là sử dụng mạng IPTV, nhưng thiếu các thiết bị đầu thu kỹ thuật số và yêu cầu người dùng xem qua máy tính. Hiện tại, Fine TV và Detv là những nhà cung cấp IPTV nội địa. Telekom Malaysia bắt đầu cung cấp IPTV qua cáp quang từ quý 2 năm 2010, và Astro thử nghiệm dịch vụ IPTV qua cáp quang vào tháng 4 năm 2010. Vào tháng 12 năm 2010, Astro mở rộng thử nghiệm tại các chung cư ở Mont Kiara và vào tháng 4 năm 2011, chính thức ra mắt dịch vụ IPTV với gói 'The One and Only Line You’ll Ever Need', kết hợp IPTV, dịch vụ điện thoại và Internet băng thông rộng qua cáp quang.

Tại Thổ Nhĩ Kỳ, TTNET đã giới thiệu dịch vụ IPTV dưới tên Iptivibu vào năm 2010, ban đầu chỉ có tại Istanbul, Izmir và Ankara. Đến năm 2011, dịch vụ này được quảng bá rộng rãi trên toàn quốc với thương hiệu 'Tivibu EV'. Các kế hoạch cung cấp IPTV trực tuyến dưới tên 'WebTV' cũng được công bố vào năm 2011. Turk Telekom đã bắt đầu xây dựng cơ sở hạ tầng cáp quang cho IPTV từ cuối năm 2007.

Tại Iran, Shima là nhà cung cấp IPTV đầu tiên, triển khai chương trình thử nghiệm vào năm 2011.

Tại Ả Rập Xê Út, MAHEC đang cung cấp dịch vụ Hospitality TV (IPTV) qua NEVRON, bao gồm thiết kế, lắp đặt và bảo trì hệ thống.

Các giao thức

IPTV hỗ trợ cả truyền hình trực tiếp lẫn video theo yêu cầu. Để phát lại chương trình, cần có thiết bị băng thông rộng kết nối với mạng IP, có thể là qua mạng cố định hoặc không dây, từ máy tính cá nhân độc lập đến thiết bị hạn chế như điện thoại thông minh, máy tính bảng cảm ứng, hoặc bàn phím điều khiển, tất cả kết nối với TV hoặc đầu thu kỹ thuật số.

Hình ảnh được nén bằng H.263 hoặc H.264, giải nén qua phần mềm, âm thanh nén qua MDCT và đóng gói trong luồng MPEG, RTP hoặc Flash Video cho truyền hình trực tiếp hoặc video theo yêu cầu. Địa chỉ IP cho phép gửi dữ liệu đến nhiều người nhận cùng lúc qua địa chỉ nhóm phần mềm truyền tải thông tin.

H.264/MPEG-4 AVC thường được sử dụng cho đường truyền Internet tốc độ cao, thay thế cho các tiêu chuẩn cũ như H.261 và H.263. Đường truyền này thường được thiết kế cho chương trình truyền hình qua ISDN.

H.262/MPEG-1/2 thường không được sử dụng cho băng thông rộng vì yêu cầu đơn giản của nó, chỉ được áp dụng cho kết nối các chương trình phát sóng hoặc lưu trữ chương trình ứng dụng.

Các giao thức cơ bản trong hệ thống IPTV chính gồm có:

• Cung cấp dịch vụ dựa trên truyền hình trực tiếp:
  • IGMP dùng để đăng ký vào các luồng đa hướng (kênh truyền hình) và chuyển đổi giữa các luồng khác nhau. Địa chỉ IP của các luồng đa hướng hoạt động trên mạng LAN (bao gồm VLAN) và WAN. Thông tin về luồng đa hướng thường được định tuyến trong mạng lõi của giao thức phát đa hướng không phụ thuộc (PIM), đảm bảo phân phối các kênh truyền hình từ nguồn phát đến người xem, với các gói tin được sao chép khi cần thiết. Đối với truyền tải đơn hướng, RTP qua UDP hoặc luồng H.222 có chi phí thấp hơn TCP là lựa chọn phù hợp.
• Cung cấp dịch vụ qua kênh đơn hướng và video theo yêu cầu:
  • Các phần mềm trình duyệt hỗ trợ RTMP qua TCP với thiết lập và điều khiển qua AMF, XML hoặc JSON.
  • Apple iOS dùng HLS cho truyền hình đa hướng dựa trên HTTP với cấu hình và điều khiển qua tập tin M3U.
  • Các ứng dụng trên internet sử dụng truyền tải đồng nhất qua HTTP cho truyền hình đa hướng và video theo yêu cầu.
• Cung cấp truyền hình đa hướng và video theo yêu cầu:
  • IETF khuyến nghị sử dụng RTP qua UDP hoặc TCP và kiểm soát qua RTSP trên TCP.
• Kết nối với TV, máy chơi game, hộp giải mã và máy ghi video cá nhân:
  • Nội dung trong mạng cục bộ sử dụng UpnP AV cho truyền đơn hướng qua HTTP trên TCP hoặc truyền đa hướng RTP qua UDP.
  • Nội dung từ các website có tính năng hỗ trợ nội tuyến hoặc truyền hình phát sóng dùng ngôn ngữ trung gian như MHEG-5, giúp khởi động trình duyệt web nội tuyến như phần mềm hỗ trợ trình duyệt.

Dịch vụ IPTV của các công ty truyền thông thường đòi hỏi một khoản đầu tư lớn vào mạng lưới dịch vụ và quản lý.

• IPTV địa phương phục vụ thiết bị nghe nhìn (AV) trong mạng doanh nghiệp, dựa trên sự kết hợp của:

1. Thiết bị thu và giải mã tín hiệu IPTV theo tiêu chuẩn.
2. Cổng IPTV giải mã kênh MPEG được phát sóng và sử dụng địa chỉ IP để tạo ra các luồng thông tin đa hướng.

Thông qua truyền hình số vệ tinh

Mặc dù IPTV và truyền hình vệ tinh thường được coi là công nghệ hoàn chỉnh, chúng thường hỗ trợ lẫn nhau trong mạng lưới IPTV tích hợp, mang lại hiệu suất và độ tin cậy cao nhất. IPTV hoạt động như một phần mềm trung gian lớn cho việc truyền tải, trong khi vệ tinh truyền tải lưu lượng IP đến các đường truyền internet chính và mạng lưới VSAT doanh nghiệp. Việc sử dụng vệ tinh để truyền địa chỉ IP là cách hiệu quả để giải quyết hạn chế lớn nhất của IPTV qua cáp – tốc độ và băng thông kết nối.

Các cặp dây xoắn đồng, dùng cho mạng điện thoại và băng thông rộng cuối cùng ở nhiều quốc gia, không đủ khả năng cung cấp dịch vụ IPTV cho một số lượng lớn dân cư, mặc dù truyền hình số mặt đất hoặc vệ tinh vẫn tồn tại. Để cung cấp dịch vụ truyền hình đa kênh cạnh tranh, tốc độ kết nối 20 Mbit/s có thể cần thiết, nhưng không có sẵn cho nhiều khách hàng tiềm năng. Sự gia tăng yêu cầu chất lượng cao (gấp đôi tốc độ dữ liệu của video SD) đòi hỏi tốc độ kết nối cao hơn, hoặc sẽ giới hạn chất lượng dịch vụ IPTV và tiêu chuẩn kết nối.

Tuy nhiên, vệ tinh có khả năng cung cấp trên 100 Gbit/s thông qua công nghệ chùm tia nhiều điểm, làm cho vệ tinh trở thành công nghệ lý tưởng cho việc triển khai mạng IPTV. Truyền hình vệ tinh có thể tích hợp vào cấu trúc mạng IPTV theo nhiều cách. Phương pháp đơn giản nhất là kết nối IPTV trực tiếp đến từng hộ gia đình, nơi các đầu thu kỹ thuật số với băng thông rộng tích hợp từ truyền hình vệ tinh và nhận địa chỉ IP, cung cấp băng thông không giới hạn và khả năng quay lại các kênh. Trong hệ thống này, nhiều kênh truyền hình trực tiếp có thể được phát qua vệ tinh (IP nén hoặc DVB số hóa) và truyền hình theo yêu cầu qua kết nối băng thông rộng. Arqiva đề nghị rằng 'IPTV hoạt động tốt trong môi trường hỗn hợp. Ví dụ, bạn có thể sử dụng băng thông rộng để nhận nội dung và truyền hình vệ tinh để nhận các tín hiệu khác, như các kênh truyền hình trực tiếp.'

IPTV hỗn hợp

IPTV hỗn hợp kết hợp giữa truyền hình quảng bá truyền thống và video truyền qua mạng IP được quản lý hoặc Internet công cộng. Đây là xu hướng ngày càng phổ biến trong cả cộng đồng người tiêu dùng lẫn thị trường truyền hình trả tiền.

Sự phát triển mạnh mẽ của IPTV hỗn hợp trong những năm gần đây được thúc đẩy bởi hai yếu tố chính. Từ khi các dịch vụ video trực tuyến như YouTube và Vimeo xuất hiện vào giữa những năm 2000, các nhà cung cấp truyền hình trả tiền đã phải đáp ứng nhu cầu xem video trên internet (cả chuyên nghiệp và thông thường) trên TV của người dùng. Đồng thời, dựa vào địa chỉ IP, các chuyên gia truyền thông (thường là nhà cung cấp dịch vụ) đã nỗ lực tích hợp các dịch vụ tương tự như truyền hình số mặt đất vào hệ thống của mình mà không tăng thêm chi phí hay độ phức tạp. Đối với các nhà điều hành, dung lượng là tài sản quý giá, vì vậy nhiều người đã tìm cách chuyển đổi sang dịch vụ mới mà không cần đầu tư thêm vào cơ sở hạ tầng mạng.

Đầu thu kỹ thuật số hỗn hợp có khả năng nhận nội dung từ nhiều nguồn khác nhau như truyền hình mặt đất, vệ tinh và cáp, đồng thời truyền tải hình ảnh qua internet thông qua các thiết bị kết nối mạng LAN. Điều này giúp người xem TV tiếp cận được nhiều nội dung hơn mà không cần thiết lập nhiều thiết bị cho từng dịch vụ khác nhau.

Đầu thu kỹ thuật số IPTV hỗn hợp cũng cho phép người dùng truy cập vào các dịch vụ tương tác như truyền hình theo yêu cầu, chương trình ứng dụng internet, bao gồm gọi video, giám sát, trò chơi, mua sắm trực tuyến, và các dịch vụ điện tử của chính phủ qua truyền hình.

Từ góc độ của nhà điều hành truyền hình trả tiền, việc sử dụng hộp set-top IPTV hỗn hợp mang lại sự linh hoạt lâu dài, cho phép triển khai dịch vụ và ứng dụng mới theo yêu cầu của người tiêu dùng mà không cần nâng cấp thiết bị hoặc thay thế chúng. Điều này giúp giảm chi phí khi ra mắt dịch vụ mới, tăng tốc độ tiếp cận thị trường và giảm thiểu thời gian gián đoạn cho người dùng.

Tập đoàn Hybrid Broadcast Broadband TV (Hbb TV) đang đẩy mạnh và thiết lập tiêu chuẩn cho các đầu thu kỹ thuật số với tốc độ truyền cao, cho phép tiếp nhận chương trình từ đài phát thanh hoặc truyền hình và truyền hình kỹ thuật số qua một giao diện người dùng duy nhất. Sự phát triển này đã dẫn đến sự ra đời của các đầu thu kỹ thuật số tích hợp, kết hợp bộ thu sóng truyền hình và kết nối internet qua mạng LAN. Vào năm 2005, một nhà phát triển đã nâng cấp công nghệ truyền hình số mặt đất, phát triển nền tảng này cho Telefonica, nhà khai thác truyền hình Tây Ban Nha, và được sử dụng cho dịch vụ Movistar từ cuối năm 2005.

Một phương pháp khác và phiên bản IPTV của Headend trong truyền hình cáp Sky là mở rộng các kênh truyền hình qua vệ tinh đến các ISP hoặc điểm cung cấp dịch vụ IPTV hiện tại (POP), phân phối địa chỉ IP gói đến từng thuê bao theo yêu cầu của họ.

Phương pháp này cung cấp một lựa chọn không giới hạn về các kênh cho thuê bao mà không cần phụ thuộc vào băng thông Internet hạn chế, cho phép dịch vụ IPTV phục vụ các nhà điều hành nhỏ hoặc những khu vực ngoài tầm phủ sóng của kết nối băng thông rộng tốc độ cao. Ví dụ, mạng lưới kết hợp và truyền hình số vệ tinh qua SES New Skies cung cấp 95 kênh đến Mỹ Latinh và Caribbean, do IPTV châu Mỹ quản lý.

Tương lai của IPTV có thể sẽ tích hợp nhiều cơ sở hạ tầng và hệ thống xử lý đồng thời. Sẽ tiết kiệm chi phí và hiệu quả hơn khi phát sóng các chương trình ứng dụng chất lượng cao qua truyền hình vệ tinh. Dự đoán rằng sự tăng trưởng toàn cầu của IPTV sẽ chủ yếu được thúc đẩy bởi các hệ thống hỗn hợp.

Ưu điểm

Các giao thức Internet mang lại nhiều lợi ích đáng kể, chẳng hạn như khả năng tích hợp các dịch vụ truyền hình phân phối với các dịch vụ dựa trên địa chỉ IP khác như Internet tốc độ cao và VoIP (truyền giọng nói qua giao thức IP).

Mạng IP trung gian cung cấp khả năng truyền tải và quản lý nội dung hiệu quả. Trong một mạng lưới IP hoặc truyền hình vệ tinh, công nghệ phát sóng giúp truyền liên tục nội dung đến từng thuê bao, với các lựa chọn từ các nhà cung cấp viễn thông, truyền hình cáp hoặc vệ tinh. Mạng IP có khả năng truyền tải không giới hạn và ít bị hạn chế bởi kích thước của đường truyền. Điều này có thể ảnh hưởng đến quyền riêng tư của khách hàng nhiều hơn so với các mạng truyền hình truyền thống, và có thể tạo ra nguy cơ xâm nhập hoặc làm nhiễu mạng cá nhân.

Kinh tế

Ngành truyền hình cáp tốn khoảng 1 tỷ USD mỗi năm để cập nhật mạng lưới và nâng cao tốc độ dữ liệu. Hầu hết các nhà cung cấp sử dụng 2 đến 3 kênh để đạt tốc độ tối đa 50 đến 100 Mbit/s. Tuy nhiên, chi phí hỗ trợ lượng lớn luồng video cao hơn nhiều vì yêu cầu tốc độ liên tục. Hiện tượng 'persistency' (tinh bền) cho thấy chi phí video có thể lên đến 50% so với 5% của dữ liệu thông thường. Dự báo chi phí mở rộng CMTS có thể vượt 2 tỷ USD mỗi năm, chủ yếu dành cho video. IPTV có thể giúp tiết kiệm khoảng 75% chi phí vốn đầu tư cho ngành công nghiệp này.

Khả năng tương tác

Hệ thống dựa trên IP cho phép trải nghiệm truyền hình tương tác và cá nhân hóa ở các thời điểm quan trọng. Ví dụ, các nhà cung cấp có thể tích hợp hướng dẫn chương trình tương tác giúp người xem tìm kiếm nội dung theo tên phim, diễn viên, hoặc qua hình ảnh. Tính năng này cho phép người dùng quét các kênh mà không làm gián đoạn chương trình đang xem. Người xem có thể tra cứu thông tin vận động viên trong khi theo dõi thể thao hoặc điều chỉnh góc máy quay. Họ cũng có thể truy cập ảnh hoặc âm thanh từ máy tính trên tivi, sử dụng điện thoại không dây để ghi lại chương trình yêu thích, và ngay cả khi vắng mặt, cha mẹ có thể điều chỉnh nội dung cho con cái học tập.

Để đảm bảo sự tương tác giữa máy thu và máy phát, cần một kênh thông tin phù hợp. Do đó, các hệ thống truyền hình số mặt đất, truyền hình vệ tinh và truyền hình cáp thường không hỗ trợ tương tác nếu thiếu thông tin cần thiết. Để tương tác hiệu quả, hệ thống truyền hình phải đồng bộ với các mạng dữ liệu như Internet hoặc mạng thông tin di động.

Video theo yêu cầu

Công nghệ IPTV cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu (VoD), cho phép khách hàng duyệt qua các chương trình hoặc danh mục phim trực tuyến, xem trailer và chọn video để phát. Các video đã chọn sẽ được bắt đầu ngay lập tức trên tivi hoặc máy tính.

Về mặt kỹ thuật, khi khách hàng chọn phim, một kết nối đơn hướng từ máy chủ phát đến đầu thu của khách hàng (có thể là đầu thu kỹ thuật số hoặc máy tính) được thiết lập. Các tín hiệu để thực hiện các chức năng tạm thời như tạm dừng, tua nhanh hoặc tua chậm được quản lý bởi giao thức RTSP (Real Time Streaming Protocol).

Các định dạng phổ biến cho video theo yêu cầu bao gồm MPEG-2, MPEG-4 và VC-1.

Để bảo vệ bản quyền, nội dung video theo yêu cầu thường được mã hóa. Mặc dù mã hóa đã được áp dụng lâu đời cho truyền hình số mặt đất và truyền hình cáp, mã hóa IPTV được xem như một cách quản lý bản quyền số. Ví dụ, một bộ phim đã chọn có thể xem trong vòng 24 giờ sau khi thanh toán, và sẽ không còn khả dụng sau thời gian đó.

Dịch vụ hội tụ dựa trên IPTV

Một lợi thế khác của mạng lưới IP là khả năng tích hợp và hội tụ dịch vụ. Điều này càng rõ rệt khi sử dụng các giải pháp IMS. Dịch vụ hội tụ kết hợp các dịch vụ hiện có để tạo ra những dịch vụ mới có giá trị gia tăng. Ví dụ, Caller ID có thể hiển thị trên truyền hình và xử lý các thông tin liên quan như gửi đến hộp thư thoại. Dịch vụ dựa trên IP hỗ trợ người dùng tiếp cận nội dung yêu cầu từ bất kỳ đâu, bất kỳ lúc nào qua tivi, máy tính hoặc điện thoại, đồng thời kết hợp các dịch vụ và nội dung một cách đồng bộ. Trong các doanh nghiệp và tổ chức, IPTV giúp giảm bớt việc cần phải vận hành nhiều hệ thống song song để truyền tải hoặc lưu trữ video.

Những hạn chế

IPTV có thể gặp sự cố nghiêm trọng khi thông tin bị mất hoặc bị trì hoãn do độ tin cậy của dữ liệu truyền tải không đủ cao. IPTV yêu cầu một tốc độ kết nối tối thiểu để đảm bảo số liệu hệ thống chính xác mỗi giây và cung cấp hình ảnh động mượt mà. Điều này có nghĩa là nếu băng thông của khách hàng bị hạn chế, chất lượng dịch vụ IPTV sẽ bị giảm.

Mặc dù một số quốc gia như Hàn Quốc có tốc độ kết nối cao với 6 triệu hộ gia đình đạt ít nhất 100 Mbit/s, các quốc gia khác như Anh chỉ có tốc độ từ 3-5 Mbit/s cho mỗi hộ gia đình, khiến cho VOIP và truy cập Internet có thể gặp khó khăn. Đường truyền IPTV thường bị giới hạn số lượng kênh có thể truyền tải, thường chỉ từ một đến ba kênh.

Việc truyền IPTV qua kết nối không dây tại mỗi nhà thường gặp vấn đề không phải chỉ ở lưu lượng tải mà còn ở việc truyền tải trên nhiều kênh và sự phản xạ của tín hiệu RF mang dữ liệu IP. Đường truyền IPTV có thể bị hỏng nếu nhiều gói tin được gửi đồng thời. Công nghệ không dây hiện nay đang có những cải tiến để khắc phục vấn đề này.

Do những hạn chế của công nghệ không dây, nhiều nhà cung cấp dịch vụ IPTV hiện nay đã chuyển sang sử dụng công nghệ kết nối có dây thay vì không dây như 802.11. Ví dụ, AT&T đã ủng hộ việc sử dụng các công nghệ kết nối dây mới, theo tiêu chuẩn G.9960 của ITUT-T, cho phép hoạt động trên các hệ thống dây điện, dây điện thoại hoặc cáp đồng trục.

Thời gian trễ

Dù thời gian trễ khi sử dụng truyền hình Internet thường được chỉ ra là lý do khiến truyền hình số vệ tinh không thành công với IPTV, thực tế thì độ trễ không phải là yếu tố quan trọng. IPTV không yêu cầu thời gian truyền tải thực như các dịch vụ điện thoại hay họp trực tuyến.

Thời gian trễ khi chuyển kênh hoặc hiển thị EPG ảnh hưởng lớn đến trải nghiệm của người dùng, nhưng ảnh hưởng này ở IPTV số mặt đất không lớn hơn so với truyền hình số vệ tinh. Thời gian trễ thường xảy ra do băng thông truyền tải không đủ khi số lượng khách hàng gia tăng. Vấn đề này có thể được khắc phục bằng cách nâng cấp băng thông hệ thống truyền tải và phân phối truyền hình số.

Trong truyền hình số vệ tinh, thời gian trễ khi tín hiệu truyền đi và trở về từ vệ tinh là khoảng 0,25 giây, và không thể giảm thêm. Tuy nhiên, ảnh hưởng của thời gian trễ này được giảm thiểu nhờ vào việc sử dụng nén dữ liệu, tăng tốc TCP và HTTP prefetch trong các hệ thống thực tế.

Mặc dù thời gian trễ trong truyền hình số vệ tinh có thể gây bất lợi cho các trò chơi trực tuyến thời gian thực (như các trò bắn súng FPS, trong khi nhiều MMOG vẫn hoạt động tốt), IPTV thường là dịch vụ truyền hình một chiều và độ trễ không phải là vấn đề quan trọng trong việc truyền tải video.

Hiện tại, hệ thống truyền tải video tương tự như kỹ thuật số đã được giới thiệu và thường gặp tình trạng trì hoãn chất lượng. Kênh truyền hình DVB hiện tại được phát sóng đồng thời qua đài phát thanh và truyền hình số mặt đất cũng như vệ tinh, với độ trễ khoảng 0.25 giây. Sự khác biệt giữa hai dịch vụ này không gây ảnh hưởng đáng kể và không làm mất sự tập trung của người xem.

Băng thông yêu cầu

Video kỹ thuật số bao gồm một chuỗi hình ảnh số, mỗi hình ảnh được cấu thành từ các điểm ảnh với hai yếu tố chính: độ sáng và màu sắc. Độ sáng xác định cường độ điểm ảnh, trong khi màu sắc xác định màu của điểm ảnh. Để tạo hình ảnh chất lượng cao, cần 3 byte cho mỗi điểm ảnh. Các hình ảnh liên tiếp tạo thành video kỹ thuật số, và mỗi hình ảnh được gọi là khung hình. Phim thường sử dụng 24 khung hình mỗi giây, mặc dù tỷ lệ khung hình có thể khác tùy vào hệ thống, ví dụ như Bắc Mỹ sử dụng khoảng 30 khung hình mỗi giây. Kích thước video kỹ thuật số bao gồm chiều rộng và chiều cao: SDTV yêu cầu kích thước 720 x 480 pixel, trong khi HDTV yêu cầu 1920 x 1080 pixel. SDTV cần 2 byte (16 bit) cho độ sâu màu, còn HDTV cần 3 byte (24 bit).

Với tốc độ 30 khung hình mỗi giây, tỷ lệ dữ liệu không nén cho SDTV là 30 x 640 x 480 x 16, tương đương với 147.456.000 bit mỗi giây. Đối với HDTV, tỷ lệ không nén với tốc độ khung hình tương tự là 30 x 1920 x 1080 x 24, tương đương với 1492.992.000 bit mỗi giây. Với các con số này, việc nén dữ liệu là cần thiết để nhà cung cấp dịch vụ truyền tải cho các thuê bao với băng thông hạn chế.

Không có con số chính xác cho dung lượng dịch vụ IPTV do sự gia tăng thiết bị gia đình. Nội dung HDTV nén có thể truyền ở tốc độ dữ liệu từ 8 đến 10 Mbit/s, và nếu người tiêu dùng sử dụng thiết bị đầu ra HDTV, tỷ lệ này sẽ cao hơn.

Để truyền dữ liệu tốc độ cao, cần dung lượng băng thông lớn hơn cho người xem. Ít nhất cần 2 Mbit/s cho các ứng dụng web và 64 kbit/s cho điện thoại cố định. Để đảm bảo dịch vụ IPTV hoạt động ổn định, mỗi hộ gia đình cần ít nhất 13 Mbit/s.

Quyền riêng tư

Do hạn chế về dung lượng, một kênh IPTV chỉ có thể được phát sóng cho một người dùng tại một thời điểm, khác với việc truyền nhiều kênh cùng lúc. Để chuyển đổi kênh, cần máy chủ kết nối cung cấp một luồng phát sóng khác, tương tự như hệ thống VOD (phát sóng VOD qua đường truyền đơn hướng). Điều này giúp nhà cung cấp dịch vụ quản lý thông tin chính xác về các chương trình và thời gian phát sóng cho từng người xem. Các đài truyền hình và nhà quảng cáo có thể hiểu nhu cầu của khán giả và từ đó tạo ra các chương trình hấp dẫn hơn với dữ liệu chính xác và mục tiêu quảng cáo hiệu quả hơn.

Sự khác biệt giữa IPTV và truyền hình cáp có thể gây ra mối đe dọa đến quyền riêng tư của người dùng. Với đường truyền đa hướng IP, nhóm kênh cần được yêu cầu trước khi phát sóng, cùng với việc bảo mật quyền riêng tư.

Nhà cung cấp

Hiện nay, chỉ một số ít công ty đang cung cấp hệ thống IPTV tiên tiến. Ví dụ, Movistar TV, được thành lập bởi các nhà điều hành truyền thông, nhằm giảm chi phí bên ngoài, tương tự như các chiến lược của PCCW tại Hồng Kông. Một số công ty truyền thông lớn như Alcatel-Lucent (thỉnh thoảng hợp tác với Movistar TV), Ericsson (nhất là sau khi mua Tandberg TV), NEC, Accenture (Accenture Video Solution), Thomson, Huawei và ZTE đều hoạt động trong lĩnh vực này. Các công ty công nghệ thông tin nổi bật như Microsoft, UTStarcom (có trụ sở tại California), Worley Consulting (Tennessee), The New Media Group (Tokyo), Select-TV (Malaysia) và SnapTV (Oslo/Norway) cũng cung cấp các thiết bị IPTV từ đầu đến cuối. BNS Ltd tại Hồng Kông cung cấp giải pháp mở cửa cho công nghệ IPTV. Doanh thu toàn cầu từ hệ thống IPTV đã vượt 2 tỷ USD vào năm 2007.

Để đáp ứng nhu cầu của khách hàng, IPTV đã phát triển nhiều hệ thống cao cấp, mở rộng vào năm 2013 để phục vụ thị trường OTT ở New Zealand, Úc và khu vực châu Á Thái Bình Dương. Điều này mở ra cơ hội phát triển tại châu Âu và cung cấp nội dung OTT.

Google Fiber cung cấp dịch vụ IPTV tại thành phố Kansas, MO và KS, bao gồm internet tốc độ Gigabit và hơn 290 kênh thông qua mạng cáp quang được triển khai ở KCK và KCMO.

Nhiều nhà cung cấp IPTV đã tham gia sự kiện Global MSF Interoperability (GMI) 2008, tổ chức hai năm một lần, do các diễn đàn MultiService Forum (MSF) phối hợp, diễn ra từ ngày 20 đến 31 tháng 10 năm 2008 tại năm địa điểm trên toàn cầu. Các công ty thiết bị thử nghiệm như Codenomicon, Empirix, Ixia, Mu Dynamics và Spirent là những công ty hàng đầu trong ngành IPTV.

Tại Việt Nam, các nhà cung cấp hệ thống IPTV lớn bao gồm FPT Telecom, VNPT và Viettel, phục vụ hàng triệu hộ gia đình trên toàn quốc.

Gói dịch vụ

Đối với người sử dụng, IPTV thường đi kèm với dịch vụ video theo yêu cầu và có thể bao gồm các dịch vụ Internet như truy cập web và các dịch vụ truyền thông qua các giao thức Internet bằng giọng nói. Các gói dịch vụ IPTV, VoIP và truy cập Internet đôi khi được kết hợp thành dịch vụ ba trong một. Trong trường hợp cung cấp dịch vụ ít, các gói kết hợp có thể được mở rộng để tạo ra các dịch vụ đa dạng gấp bốn lần.

Quy chế

Lịch sử quy định truyền hình phát sóng khác biệt so với viễn thông. IPTV, với khả năng truyền TV và video theo yêu cầu qua mạng IP, đã tạo ra những thách thức mới. Giáo sư Eli M. Noam trong báo cáo của mình 'TV or Not TV: Three Screens, One Regulation?' đã chỉ ra rằng việc áp dụng quy định riêng biệt cho từng lĩnh vực đang dần trở nên lỗi thời do sự phát triển của công nghệ.

Tại Việt Nam

Vào ngày 11 tháng 12 năm 2007, FPT Telecom chính thức giới thiệu dịch vụ IPTV đầu tiên tại Việt Nam với tên gọi 'iTV' (sau này đổi tên thành FPT TV). Đây là khởi đầu cho sự phát triển mạnh mẽ của thị trường IPTV tại Việt Nam, với các dịch vụ nổi bật sau này như 'MyTV' (2009) và NextTV (ViettelTV)...

Hiện nay, IPTV đã trở nên phổ biến ở các thành phố lớn, thị xã, và cả ở những vùng nông thôn tại Việt Nam. Nó không chỉ cung cấp dịch vụ truyền hình mà còn bao gồm xem lại chương trình, video, và internet... với mức giá phải chăng.

Liên kết ngoài