Phương pháp đánh giá chất lượng dịch vụ truyền hình di động (Phần 1)

Tổng quan về truyền hình di động

Truyền hình di động là là loại hình dịch vụ cung cấp các dịch vụ truyền hình cho các đầu cuối cầm tay di động sử dụng các công nghệ như DVB-H (Công nghệ mặt đất), S-DMB (Công nghệ truyền dẫn qua vệ tinh), Mobile IPTV (cung cấp qua hệ thống mạng băng rộng cố định) hay JSDB-T và truyền hình di động trên mạng viễn thông di động mặt đất (3G, 4G LTE...). Khi sử dụng các công nghệ này, ngoại trừ truyền hình trên mạng di động sử dụng công nghệ 3G, 4G, thì đều đòi hỏi các nhà khai thác phải xây dựng một hạ tầng mạng mới (DVB-H) hoặc các thiết bị đầu cuối hỗ trợ.

Trên thế giới dịch vụ truyền hình di động qua mạng viễn thông di động đã và đang trên đà phát triển mạnh, trong tương lai khi hạ tầng công nghệ mạng viễn thông tiến tới các công nghệ hiện đại như hệ thống mạng LTE Advanced, 5G. Tốc độ kết nối của các mạng này sẽ được cải thiện đáng kể, giúp việc truyền tải dữ liệu hình ảnh dễ dàng, do đó nhu cầu xem và thưởng thức các nội dung chương trình truyền hình trên thiết bị di động sẽ tăng cao hơn bao giờ hết.

Hiện nay, thị trường Việt Nam với dân số trên 90 triệu dân và trên 22 triệu hộ gia đình, hơn 40 triệu thuê bao di động 3G, 4G là thị trường nhiều tiềm năng cho việc phát triển dịch vụ truyền hình. Nhằm đón đầu xu thế mạng thế hệ mới, các doanh nghiệp (DN) Việt Nam kinh doanh trong lĩnh vực viễn thông đã bắt đầu mở rộng vùng phủ sóng mạng 4G tới người sử dụng và đang thực hiện các kế hoạch đầu tư hạ tầng công nghệ, thiết bị để có thể truyền tải các nội dung số, các nội dung dữ liệu lớn trên các hạ tầng này. Dịch vụ truyền hình di động bên cạnh các dịch vụ truyền thống sẽ là một bước đi chiến lược để các DN lựa chọn.

Chất lượng dịch vụ truyền hình di động

Chất lượng dịch vụ (QoS) là một khái niệm rộng và được tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau, tuy nhiên, về bản chất có 2 khía cạnh chính để nhìn nhận và đánh giá chất lượng dịch vụ là từ phía người sử dụng và nhà cung cấp dịch vụ. Các định nghĩa chính của QoS đã được cụ thể hoá tại Khuyến nghị “G1010: End-user multimedia QoS categories”

- QoS được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ: là những cam kết dự kiến cung cấp cho khách hàng dựa trên mức cam kết cung cấp dịch vụ (Service Level Agreement - SLA);

- QoS được đề xuất bởi nhà cung cấp dịch vụ: là cam kết về mức độ chất lượng thực tế cho khách hàng thể hiện bằng giá trị được gán cho các tham số quy định đối với QoS, được đưa ra để khách hàng có thể so sánh, xác định mức độ hiệu suất đạt được;

- QoS được cảm nhận bởi khách hàng: phần lớn được đánh giá một cách chủ quan dựa vào QoS đầu cuối;

- Yêu cầu QoS của khách hàng: là các yêu cầu riêng lẻ trên từng phần của dịch vụ được thể hiện bằng ngôn ngữ phi đặc tả.

Như vậy, người dùng đánh giá QoS bằng cách phản hồi khả năng đáp ứng dịch vụ dựa trên các yêu cầu của mình đã được đáp ứng như thế nào. Ví dụ, khi truy cập một trang web để xem các nội dung chương trình, yếu tố đầu tiên để người dùng đánh giá là khả năng truy nhập thành công sau đó là tốc độ truy nhập nhanh hay chậm khi tải dữ liệu. Từ đó, người dùng sẽ công nhận dịch vụ là tốt nếu hoạt động nhanh và tốc độ tải dữ liệu cao.

Dịch vụ truyền hình di động trên mạng viễn thông di động mặt đất cơ bản là một loại hình dịch vụ giá trị gia tăng hoạt động trên nền tảng mạng viễn thông di động, hoạt động song song bên cạnh các dịch vụ thoại, dữ liệu truyền thống. Chất lượng dịch vụ đối với loại hình dịch vụ này phụ thuộc rất lớn vào hạ tầng mạng truyền dẫn chứ không phụ thuộc vào đơn vị cung cấp nội dung, chất lượng dịch vụ tại đầu cuối thuê bao đều khác nhau và vào từng thời điểm trong ngày cũng khác nhau. Vào giờ cao điểm, dịch vụ có thể sẽ bị nghẽn, không thể truy cập và hoạt động với tốc độ chậm ảnh hưởng dẫn đến chất lượng dịch vụ sẽ không tốt.

Bên cạnh đó, dịch vụ truyền hình là dịch vụ có hiển thị hình ảnh, âm thanh, do vậy, việc đánh giá chất lượng dịch vụ sẽ mang tính chất cảm quan (Độ nét của hình ảnh, âm thanh, kích thước, khung hình, độ phân giải...) liên quan đến trải nghiệm về dịch vụ (Quality of Experience - QoE) nhiều hơn là đánh giá QoS. Các tham số QoS áp dụng để đánh giá sẽ liên quan đến việc đánh giá độ khả dụng của dịch vụ, tốc độ kết nối, một số tham số về mạng truyền dẫn và các chỉ tiêu hỗ trợ, giúp đỡ khách hàng. Căn cứ vào các tham số QoS này, các tổ chức, các hãng đo kiểm dịch vụ đã xây dựng các mô hình đánh giá cảm quan tín hiệu hình ảnh QoE, đánh giá điểm MOS (Mean Opinion Score) từ đó có thể áp dụng được để đánh giá chất lượng dịch vụ cho dịch vụ truyền hình nói chung và dịch vụ truyền hình trên mạng viễn thông di động mặt đất video nói riêng.

Các tham số ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ truyền hình di động

Trong quá trình xử lý tín hiệu và truyền phát tín hiệu đến các điểm đầu cuối, không tránh khỏi các yếu tố có thể làm suy giảm, ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ. Để đánh giá QoS của dịch vụ truyền hình Internet hiện nay Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) đã đưa ra Khuyến nghị “G1010: End-user multimedia QoS categories”, đánh giá các chỉ tiêu ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ của các dịch vụ đa phương tiện trong đó có bao gồm dịch vụ truyền hình trên mạng Internet. QoS được hiểu là chất lượng dịch vụ tổng thể, và từ QoS sẽ ảnh hưởng đến trải nghiệm chung của khách hàng về dịch vụ QoE. Một số chỉ tiêu có thể ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ đã được nêu tại Khuyến nghị G1010 gồm có:

Độ trễ: Tín hiêu video và audio di chuyển từ khi người sử dụng khởi tạo phiên yêu cầu tín hiệu cho đến quá trình truyền tín hiệu qua mạng truyền dẫn để tới điểm cuối người sử dụng mất nhiều thời gian so với dự kiến, sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới độ hài lòng của khách hàng khi sử dụng dịch vụ.

Khoảng trễ: Khoảng trễ được coi là 1 phần của chỉ tiêu ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ, có ý nghĩa rất quan trọng tại tầng vận chuyển trong hệ thống đóng gói dữ liệu nhờ sự thay đổi cố hữu trong việc đón nhận các gói dữ liệu cá nhân. Tuy vậy, các dịch vụ không chấp nhận khoảng trễ này sẽ xoá bỏ khoảng trễ bằng các phương thức như là lưu bộ nhớ đệm, giúp loại bỏ khoảng trễ một cách hiệu quả khi tín hiệu được tiếp nhận tại điểm cuối người sử dụng.

Mất tín hiệu, thông tin: Tín hiệu, hoặc các gói thông tin khi bị mất hoặc thất lạc sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng tín hiệu, thông tin khi được phát tại điểm cuối người sử dụng, dù đó là dịch vụ thoại, ảnh hoặc video. Mất tín hiệu không chỉ giới hạn ở các lỗi liên quan đến lỗi bit hoặc rớt gói dữ liệu trong quá trình truyền tải, mà nó còn bao hàm cả những ảnh hưởng từ việc nén tín hiệu để có thể truyền tải hiệu quả trong mạng truyền dẫn. Băng thông bị hạn chế là một trong những yếu tố dẫn đến việc nhiều gói tin bị loại bỏ, kéo theo suy giảm chất lượng. Ảnh hưởng mất gói sẽ gây cảm giác khó chịu cho người xem, tuỳ theo sự tương quan giữa các hệ số gồm cả nội dung video (cấu tạo, độ sáng, lượng chuyển động, …), các tiêu chuẩn nén được sử dụng và các giao thức truyền tải mà các gói có ảnh hưởng đến chất lượng video khác nhau

Liên quan đến việc đánh giá chất lượng hình ảnh tín hiệu ảnh hưởng đến QoE của dịch vụ truyền hình Internet, điểm chung nhất của những suy giảm ảnh hưởng đến dịch vụ truyền hình Internet là sự đóng khối, ảnh mờ, suy giảm màu sắc, giật hình và tạp nhiễu:

Hình khối (Blockiness) là một ảo giác về các khối nhỏ trên hình ảnh, nói chung do quá trình xử lý không đủ dữ liệu video. Do vậy, các chi tiết của hình ảnh không được hiển thị đầy đủ, chính xác (Hình 1).

Hình 1: Minh hoạ hình khối hình ảnh

Ảnh mờ (Blurriness) là những ảo giác về các vật thể thể hiện với độ sắc nét thấp nhất trên hình ảnh. Hiệu ứng này có thể phát sinh do sự suy hao tại tần số cao (trong suốt quá trình nén và giải nén) hoặc do nội dung với các hình ảnh động (ví dụ thể thao, phim ảnh) được truyền đi với băng thông hạn chế. Tốc độ bít quá thấp, không đảm bảo để mã hóa chính xác các nội dung với các hình ảnh động (Hình 2).

Hình 2: Minh hoạ ảnh mờ hình ảnh

Suy giảm màu sắc (Colorfulness) được hiểu là cường độ màu sắc bị bão hòa, trải rộng và phân bổ trong hình ảnh. Hiệu ứng này do quá trình xử lý mã hóa gây ra (Hình 3).

Hình 3: Minh hoạ suy giảm màu sắc hình ảnh

Đóng băng hình ảnh (Freezing) là hiện tượng hình ảnh bị tê liệt trong một khoảng thời gian và sau đó hiển thị lại với một đoạn nội dung bị mất. Nguyên nhân chủ yếu là do mất gói dữ liệu. Nếu ảnh bị mất là ảnh I, lúc đó hình ảnh sẽ chỉ xuất hiện khi ảnh I đến đầu tiên không bị lỗi. Trong trường hợp mất tất cả các gói dữ liệu thì hình ảnh có thể xuất hiện với một lớp tối mờ che phủ, nguyên nhân chủ yếu liên quan đến băng thông, chuyển giao hay vùng phủ sóng (Hình 4).

Hình 4: Minh hoạ đóng băng hình ảnh

Giật hình (Jerkiness) là hình ảnh liên tiếp xuất hiện như là một chuỗi các đoạn nhảy, nguyên nhân chủ yếu là do băng thông hạn hẹp hoặc quá tải hay tràn bộ đệm (Hình 5).

Hình 5: Minh hoạ giật hình hình ảnh

Tạp nhiễu (Noise), nguyên nhân là do xử lý lượng tử hóa trong suốt quá trình nén (Hình 6).

Hình 6: Minh hoạ tạp nhiễu hình ảnh

Ngoài ra, việc suy giảm chất lượng do thiết bị đầu cuối cũng ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ. Suy giảm chất lượng là do hiệu năng hoạt động kém của chương trình phát lại (player client) tại đầu cuối, bộ giải mã tốc độ thấp, khả năng sửa lỗi kém của chương trình phát lại và chất lượng của chính đoạn video gốc.

Kích thước màn hình được sử dụng để đánh giá chất lượng dịch vụ cũng có ảnh hưởng không nhỏ tới cảm quan của người sử dụng. Tuy nhiên, kích thước vật lý của màn hình không ảnh hưởng lớn như là góc nhìn và khoảng cách nhìn.

Như vậy, một trong những yếu tố quyết định để đánh giá chất lượng dịch vụ truyền hình di động trên mạng viễn thông di động là việc đánh giá cảm quan hình ảnh âm thanh liên quan đến sự đóng khối, ảnh mờ, suy giảm màu sắc, giật hình và tạp nhiễu, cảm quan chung về hình ảnh theo quản điểm cá nhân. Bên cạnh đó việc đánh giá chất lượng mạng hạ tầng truyền dẫn và tốc độ truyền dẫn tín hiệu trên mạng viễn thông di động cũng sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng dịch vụ của loại hình này.

(Còn tiếp)

Nguyễn Bích Lan