Введение в IPTV
12 февраля 2008
Рубрика: Связь и телекоммуникации.
Автор: А.Х. Мухитдинов, Д.Ш. Каримов.

В течение двадцатого века технологии менялись быстрыми темпами. Все начиналось с того, что телефонная связь была проводной, а телевидение — эфирным. Сейчас уже имеем беспроводные сети связи и кабельное телевидение. Но сегодня вновь все меняется, только теперь на основе пакетной технологии. В этом процессе телевидение не стало исключением.

Прежде чем говорить о развитии IPTV, рассмотрим, как должна быть устроена сеть IPTV, и на какие услуги можно надеяться.
Надо главным образом отметить, что архитектура сети зависит от магистральной сети и сети доступа оператора и обычно имеет распределенную структуру. Архитектуру сети IPTV можно разделить на три части:

• Головная станция, принимающая местный и спутниковый контент.
• Центральная часть, или «операторская часть, формирующая услуги.
• Клиентская часть решения.

Структурная схема сети IPTV:

pic

Головная станция является важной частью решения «IPTV» при построении услуг цифрового телевидения и включает в себя программно-аппаратный комплекс, который позволяет прием сигнала от эфирных станций и спутников, и обеспечивает раскодирование и
демультиплексирование цифровых сигналов и MPEG-кодирование аналоговых сигналов с последующим мультиплексированием подготовленных материалов в IP-потоки.

Головная станция состоит из нескольких компонентов:

Антенный пост передает полученные сигналы от радио и телевизионных станций и спутников на цифровые спутниковые приемники, (дескрипторы). ЦСП (дескрипторы), в свою очередь, обеспечивают раскодирование и демультиплексирование цифровых сигналов. Немаловажный компонент головной станции это узел цифрового кодирования, который занимается MPEG-кодированием аналоговых и цифровых сигналов и передачей материалов видеостримеру.

pic

Видеостример/ мультиплексор является ключевым компонентом головной станции.
Видеостример/ мультиплексор обеспечивает мультиплексирование материалов, полученных от вышеперечисленных компонентов, и осуществляет IP-вещания таким образом, что каждый канал имеет свой уникальный адрес и порт IP-вещания.

Центральная часть, или операторская часть — это совокупность аппаратно- программных комплексов, которая состоит из следующих компонентов:

Система защиты контента от несанкционированного доступа (CAS/DRM), обеспечивающая безопасность услуг и защиту видеоматериалов от несанкционированного просмотра и цифрового копирования. В CAS/DRM видео- и аудиоматериалы шифруются, при этом доступ к материалам абонентам разрешается по авторизации абонентов собственными средствами CAS/DRM или средствами других систем – мiddleware, >биллинг>. В качестве средств авторизации используются программные ключи и самые современные и надежные алгоритмы. Дешифрация аудио- и видеоматериалов осуществляется непосредственно на стороне абонента посредством STB.

Следующий компонент, о котором будем говорить, является самым основным компонентом в архитектуре сети IPTV. Это аппаратно-программный комплекс Middleware, который обеспечивает управление всеми компонентами решения IPTV, обрабатывает запросы от абонентских устройств, обеспечивает взаимодействие с системами оператора связи. Middleware позволяет осуществлять:

• авторизацию абонента
• формирование программы передач EPG
• формирование интерфейса и инструментов управления решением «IPTV»
• взаимодействие с системами CAS, VoD, головной станцией, STB-устройствами
• взаимодействие с биллинговыми системами и системами поддержки бизнеса оператора связи (OSS/BSS/CRM).

Открытость архитектуры Middleware позволяет оперативно масштабировать компоненты решения и расширять спектр услуг. Программируемый абонентский интерфейс позволяет в полной мере учитывать потребности операторов связи и их абонентов.

Для рационального использования компонентов решения и для предоставления качественных услуг большому количеству абонентов необходимо качественно распределить видеосерверы в сети заказчика, чтобы были обеспечены следующие два условия:

• минимальная загрузка сетевой инфраструктуры заказчика
• равномерное распределение нагрузки на видеосерверы.

Как раз для решения этой задачи используется система распределения контента. Функция системы заключается в том, чтобы определять, на каком сервере с минимальной загрузкой и в максимальной близости к абоненту находятся требуемые данные, и разрешает абоненту получить их с выбранного сервера. Если на минимально загруженном, но максимально приближенном к абоненту сервере требуемого контента не обнаружено, то запрос будет переадресован на другой, схожий по условиям сервер.

Теперь несколько слов о видеосерверах. Для чего они нужны?

Видеосерверы используются для реализации услуг NVoD, VoD, PVR и.т.д. Видеосервер представляет собой дисковый массив большой емкости с установленным программным обеспечением. Программное обеспечение реализует multicast – трансляцию видеоматериалов для услуги NVoD и unicast – трансляцию при предоставлении услуги VoD. Видеосервер позволяет осуществлять перехват и запись multicast-потоков, то есть поддерживать услугу PRV.

Структурная схема операторской части сети IPTV:

pic

Абонентское устройство

Абонентское устройство является связующим звеном между системами формирования и доставки аудио- и видеоматериалов и телевизором абонента. Пользователям устанавливаются приставки к телевизорам, IP Set-Top-Box (STB), имеющие интерфейс Ethernet для подключения к широкополосной сети Оператора, аналоговые, компонентные или цифровые выходы для подключения к телевизору, плазменной панели, проектору, аналоговые и SPDIF аудиовыходы, USB-порты для внешних устройств (например, USB IP-телефон, веб-камера, кардридер, устройства хранения данных). Инфракрасный пульт ДУ позволяет управлять STB и телевизором, опционально возможно использовать беспроводную клавиатуру. Главной необходимой задачей STB является прием и декодирование потока . STB-устройство представляет собой мини-компьютер с операционной системой и WEB-браузером.

Обмен командами управления и медиаматериалами осуществляется через сетевой интерфейс.

Структурная схема абонентский части сети IPTV:

pic

Итак мы рассмотрели архитектуру сети IPTV. Теперь обратим внимание на услуги, которые предоставляет нам IPTV. Что это за услуги? Почувствует ли абонент разницу между кабельным телевидением и IPTV.

Начнем с самой популярной услуги VoD (Video on Demand) – видео по запросу. Это платная телевизионная услуга, которая позволяет пользователю заказывать программы с использованием определенного меню. Выбранная программа начинает немедленно передаваться на телевизор пользователя. При этом пользователь имеет возможность использовать некоторые дополнительные функции – такие, как пауза, перемотка и т.п. Доступ к VoD осуществляется путем введения пин-кода. После введения с обычного телевизионного пульта пин-кода абонент получает доступ к видеосерверу. Каждая программа или кинофильм, находящиеся в сервере, имеют краткое описание фильма или программы.

Следующая услуга — это PVR (Personal video recorder) – персональная видеозапись. Эта услуга позволяет записывать программы в онлайновом режиме. Возникает вопрос, в чем же ее отличие от обычной видеозаписи? Разница в том, что пользователь может оставить любимую программу на паузу и отлучиться на несколько минут. Когда пользователь вернется, ему не придется смотреть оставшуюся часть передачи, а потом смотреть ту часть, которую он пропустил. Система записывает продолжение передачи. Эта услуга так же называется «Time shifted TV».

Виртуальный кинозал (NearVOD) — многоадресное вещание медиаконтента, при этом программу вещания составляет оператор связи на основе собственной библиотеки.

Данная услуга сочетает свойства услуг VOD и вещательного телевидения. Программа, составляемая оператором, может в наибольшей степени отвечать ожиданиям абонентов, а вещание осуществляется в режиме рассылки multicast.

Также существуют услуги видеочат, видеозвонок. А также вы можете записать собственное видео и разместить его на видеосервере.

Мы познакомились с технологией IPTV. Приживется ли эта технология в будущем, сказать трудно. Система имеет некоторые недостатки, о которых говорят реже, но некоторые все-таки упоминают: высокую вероятность потерь информации, ограничения дальности доступа по линиям DSL и, конечно же, сетевые ограничения.

А также существуют нерешенные вопросы по стандартизации. Процесс стандартизации IPTV крайне сложен. Технология IPTV – это комплекс, охватывающий целый ряд областей и использующий среду, изначально не предназначенную для передачи аудио и видео. Тем не менее некоторые особенности этой среды позволяют предоставлять на ее базе наиболее современные варианты услуг, нежели в сетях вещания.

Главный недостаток заключается в том, что она внедряется поверх существующей IP-сети, в которой уже реализован скоростной доступ в Интернет, и, возможно, IP-телефония.

Orphus system
Подписывайтесь на канал infoCOM.UZ в Telegram, чтобы первыми узнавать об ИКТ новостях Узбекистана
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте