Технология IP TV Данилов А В Рязанова Л

Технология IP TV Данилов А. В. Рязанова Л. Е.

История создания телевидения Мечта человека о возможности видеть на любые расстояния, отражена в легендах и сказках многих народов. Осуществить эту мечту удалось в наш век, когда общее развитие науки и техники подготовило основу для передачи изображения на любое расстояние. Первые передачи телевизионных изображений по радио в СССР произведены 29 апреля и 2 мая 1931 г. Они были осуществлены с разложением изображения на 30 строк. За несколько дней до передачи радиостанция Всесоюзного электротехнического института "ВЭИ" сообщила следующее: 29 апреля впервые в СССР будет произведена передача телевидения (дальновидения) по радио.

Что такое IPTV? . Технология IPTV (англ. Internet Protocol Television) (IP-TV, IPтелевидение, i. TV – Interactive Television) — цифровое интерактивное телевидение в сетях передачи данных по протоколу IP, новое поколение телевидения. IP-телевидением принято называть цифровую технологию многопрограммного интерактивного телевизионного вещания в IP-сети с помощью пакетной передачи видео-данных по IPпротоколу (Video over IP). На практике это выглядит так - головное IPTV оборудование передает, а абонентское оборудование принимает потоковое видео (streaming video). Этот термин обозначает технологии сжатия, сокращения и буферизации видео-данных, которые позволяют передавать видео в реальном времени или через Интернет. Главная особенность потокового видео заключается в том, что при его передаче пользователь не должен ждать полной загрузки файла для того, чтобы его просмотреть. Потоковое видео пересылается непрерывным потоком в виде последовательности IP-пакетов и проигрывается по мере того, как передается на абонентское устройство.

Технология IPTV Для просмотра потокового видео используется специальная приставка к телевизору или в современной терминологии Set top Box (STB), который с одной стороны подключен к сети оператора (среда вещания), а с другой - имеет соединение с телевизором. Абонентское устройство STB декодирует видео-данные и выводит расшифрованное видео на экран телевизора. Абонент IPTV получает от оператора пакет услуг, важнейшим отличием которых от услуг, предоставляемых классическим кабельным телевидением, является интерактивность, то есть возможность для абонента оперативно выбирать и менять состав услуг, на которые он подписан, и в любой момент заказать дополнительную услугу, например, дополнительный платный просмотр фильма. Рассмотрим подробнее состав возможных услуг, которые может предоставить IP-телевидение. Базовой услугой, прежде всего, является многопрограммная трансляция телевизионных каналов, или собственно IP-телевидение. Интерактивность IP-телевидения позволяет предложить абоненту ряд дополнительных услуг.

Архитектура комплекса IPTV как правило включает в себя следующие составляющие: IPTV сеть состоит из следующих частей: Абонентское устройство (STB, Set Top Box) – это портативный компьютер, в котором встроен специфический браузер (как правило, Fresco) и набор программ для приема и декодирования видео потока. Управление видео потоком происходит с помощью вызова команд из Java. Script. У устройства есть 2 основных разъема: RJ-45 для подключения к локальной сети и выход на телевизор. Управление интерфейсом происходит с помощью пульта дистанционного управления. Наиболее распространенный в России сет топ бокс – это Ami. Net 110. Система управления (Middleware) – это вэб-сервер, который по запросу пользователя передает статичные html страницы с неким Java. Script кодом. Соответственно, все данные из базы данных (БД), появляются в интерфейсе в манере, идентичной обыкновенным вэб-сайтам. Видео сервера (VOD, Video On Demand) – набор выделенных компьютеров, которые по запросу пользователя, инициируют видео поток, который отображается на экране вашего телевизора. Также эти сервера выполняют функции NVOD ( «карусельное» видео или виртуальный кинотеатр), SVOD (видео «по подписке» или «эмуляция» телеканалов) и Timeshift TV (телевидение со сдвигом, когда можно начать просмотр телепередачи сначала, даже если Вы опоздали на нее) серверов. ТВ часть необходима для вещания в сеть телеканалов, сигнал берется со спутника (можно рассматривать и другие источники, но качество там хуже и решение стоит дороже). Устройство, вещающее сигнал в сеть называется мультиплексором. Сервера учета статистики и платежей (OSS/BSS) ведут учет количества денег, которые были потрачены пользователем, выдают отчеты об остатках, «общаются» с другими серверами для получения информации.

Архитектура IPTV Описание основных компонентов комплекса: Спутниковый пост – служит для приема телевизионного сигнала (телеканалы) IP-IP Streamer – обеспечивает кодирование и перекодирование данных в режиме реального времени на базе программного обеспечения. Основной задачей данного компонента является прием телеканалов с одновременным перекодированием в требуемый формат и дальнейшее вещание в сеть оператора связи. VOD, Time. Shift – серверы на базе программного обеспечения, обеспечивающие хранение и вещание цифрового контента в сеть по запросу абонентов в режиме Multicast/Unicast по IP. Данные серверы обеспечивают раздачу абонентам видео-контента из хранилищ данных в рамках сервисов «видео по запросу» . Как правило, данные серверы поддерживают определенное количество одновременных сессий (или одновременных обращений абонентов для заказа услуг). Offline Encoder – сервер предварительной подготовки контента для его размещения на VOD-серверах. При помощи данного сервера производится перекодирование видеоконтента (фильмов, передач и т. д. ), который впоследствии размещается в хранилище данных и может быть доступен абонентам в рамках сервиса «видео по запросу» . Система шифрования – система, предназначенная для шифрования видеоконтента. Информационная система (Middleware) – система управления оборудованием комплекса, набором услуг для абонентов, включая подсистему расчетов. Ядро информационной системы управляет всеми компонентами комплекса, поддерживает базу данных абонентов и предоставляемых им услуг, занимается аутентификацией и авторизацией абонентских устройств, взаимодействует с системой учета услуг. Также в рамках информационной системы организуется поддержка потребительского интерфейса, являющегося «лицом» комплекса, который абонент видит на экране своего телевизора и при помощи которого он управляет услугами интерактивного телевидения. STB (абонентская приставка) – специализированное устройство под управлением информационной системы (Middleware), решающее задачи получения телевизионного сигнала, его дешифрации. Также посредством STB и потребительского интерфейса абонентом производится управление использованием услуг интерактивного телевидения. Как правило, все элементы комплекса i. TV легко масштабируются, и благодаря их модульной архитектуре возможно оперативное изменение функционала без остановки эксплуатирующегося оборудования.

Принципиальная схема IPTV Для организации предоставления интерактивного телевидения через cети широкополосного доступа операторов связи по технологии IPTV необходима интеграция в сеть оператора связи комплекса, обеспечивающего прием и шифрацию цифрового сигнала, on-line/off-line-перекодирование сигнала в вещательный формат, преобразование multicast/unicast-потоков и вещание их в сеть.

Услуги IP TV Сервисы IPTV и потребительские свойства интерактивного телевидения Технология IPTV, используя протокол IP, позволяет предоставить широкий набор технических сервисов, на основе которого в полной мере проявляются потребительские свойства интерактивного телевидения. Для систематизации все сервисы IPTV объединены в две основных группы: • группа сервисов вещания видеосигнала; • группа сервисов потребительского интерфейса. Группа сервисов вещания видеосигнала: STR (Streaming – потоковое вещание) – Multicast/unicast-рассылка мультимедиа-данных телевизионного вещания в режиме реального времени. Использование multicast/unicastрассылки мультимедиа-данных позволяет предоставить абонентам интерактивного телевидения возможность самостоятельного выбора телеканалов, которые они желают смотреть в течение какого-либо периода времени. Таким образом, абонент имеет возможность подписки на каждый канал, а не на какой-либо пакет телеканалов (из которых он, как правило, смотрит 2– 3). В пограничном случае у оператора, который ретранслирует, скажем, 60 телеканалов, может быть 60 абонентов, каждый из которых смотрит индивидуальный (открытый только для него вследствие подписки) телевизионный канал. Данный случай является пограничным; на практике, за счет мультиплексирования (т. е. выбора несколькими абонентами ряда одинаковых каналов), у оператора связи появляется возможность значительной экономии канала передачи данных за счет формирования multicast-рассылки. Vo. D (Video on demand / Видео по запросу) – Multicast/unicast-рассылка мультимедиа-данных, содержащихся в файловом архиве. Данный сервис открывает целую группу сервисов, потребительские свойства для абонентов которых заключаются в возможности просмотра видеоконтента, не привязываясь ко времени.

Основные сервисы группы VOD: n. VOD (Near Video on Demand / почти Видео по запросу) – Multicast-вещание предварительно сформированного контента по расписанию в несколько потоков со смещением во времени. Для потребителей данный сервис позволяет предоставить видео-контент с просмотром в режиме «кинотеатра» – абонент может купить «билет» на просмотр любого транслируемого фильма во время его трансляции. s. VOD (Subscribed Video on Demand / Видео по запросу, по подписке) – Unicast-вещание предварительно сформированного контента, права на который предоставляются абонентам на определенное время. На базе данного технического сервиса абонентам предоставляется возможность выбора просмотра любого видео-контента в любое время из базы, представленной оператором связи. n. PVR (Network Personal Video Recorder / Сетевой персональный видеомагнитофон) – Unicastвещание предварительно записанного по запросу абонента контента. Технический сервис n. PVR позволяет абонентам гибко управлять просмотром контента ретранслируемых телеканалов. Используя его, абонент может записать программу, которую он по какой-то причине не сможет посмотреть, и посмотреть ее в более удобное для него время. TS (Time Shift / сдвиг по времени) – Unicast-вещание по запросу абонента предварительно записанного контента. Данный технический сервис практически меняет концепцию ретрансляции телеканалов. При его использовании абонент может смотреть любые программы в удобное для него время. UI (User Interface / Потребительский интерфейс) – часть информационной системы, предназначенная для управления абонентами услугой интерактивного телевидения.

Основные потребительские сервисы группы: EPG (Electronic Program Guide / электронная телепрограмма). Раздел потребительского интерфейса системы интерактивного телевидения, предоставляющий возможность выбора абонентом контента для его просмотра; OSD (On Screen Display / Всплывающие окна) техническое свойство потребительского интерфейса, предоставляющее возможность использования всплывающих и контекстных окон для навигации по функциям интерактивного телевидения Еще одним важным преимуществом потребительского интерфейса является возможность развития расширенных информационных сервисов для абонентов интерактивного телевидения: «Телеинформатор» – предоставление абонентам интерактивного телевидения информации по различной тематике (погода, телефонный справочник, последние городские новости, доступ к индивидуальным информационным сервисам и т. д. ). Также в рамках данного сервиса реализуется направление по предоставлению информации о предложениях предприятий города (продукция и услуги). «Телегид» – тематически структурированный информационный сервис, предлагающий абонентам более широкие сведения по наиболее интересным темам, имеющим отношение к телевидению и сфере развлечений. «Телечат» – возможность общения между абонентами интерактивного телевидения и организации проведения конференций, голосований, опросов и т. д. «Телемагазин» – доступная для абонентов торговая площадка, в рамках которой они могут посмотреть информацию и приобрести товары. Таким образом, потребительские свойства i. TV на базе технологии IPTV открывают перед пользователями практически неограниченные возможности в просмотре видеоконтента.

IPTV и интернет-ТВ Термины IPTV и интернет-ТВ сегодня очень часто отождествляются. Причина, как правило, кроется в том, что и IPTV, и интернет-ТВ абоненты получают от оператора связи – с одной стороны, и в том, что и в случае с IPTV и интернет-ТВ абонент может получить услугу на PC-клиент (экран монитора) – с другой. Но данные направления предоставления телевизионных услуг в корне различаются. Прежде всего, IPTV – это технология, использующая протокол IP, но это не телевидение, вещаемое через общедоступную сеть Интернет. IPTV лишь использует IP-протокол для передачи сигнала на терминалы абонентов (абонентские приставки, подключенные к телевизорам, или на компьютер пользователя через специального PC-клиента – программное обеспечение, принимающее и декодирующее сигнал оператора). Интернет-ТВ – это абсолютно иная модель распространения видео. Данная модель прежде всего меняет саму концепцию предоставления видео-контента: видео-контент становится общедоступным в соответствии с общей концепцией сети Интернет в целом. В связи с этим целью интернет-ТВ является максимальное проникновение видео-контента для максимально большого количества потребителей. Но достижение данной цели ставит под угрозу защищенность видеоконтента, что в корне противоречит базовым принципам предоставления телевизионной услуги по технологии IPTV никаким образом не связана с сетью Интернет, т. е. телевизионный сигнал не является общедоступным – в этом их коренное отличие. Более того, телевизионный сигнал, передаваемый оператором связи посредством технологии IPTV, контролируется им даже при передаче на компьютер абонента, вследствие чего абоненту может быть запрещена его запись (что защищает права правообладателей). Таким образом, суть IPTV в сравнении с Internet Television – развитие новой технологии предоставления телевизионных услуг при сохранении возможностей существенного уменьшения потерь от нелегальных подключений к сети и пиратства видеоконтента со стороны абонентов.

Digital Video Broadcasting Развитие систем предоставления телевизионных услуг в настоящее время происходит в трех направлениях: передача телевизионного сигнала через эфир, спутниковые каналы связи и посредством кабеля. Этот вид вещания наряду с преимуществами имеет и ряд недостатков: • Ограничения по объему передаваемых данных (в частности, эфирная и кабельная среда ограничена частотным планом, спутник – количеством транспондеров). Данные ограничения приводят к количественным ограничениям, к примеру – количества телеканалов, расширение же канала связи (новые спутники и дополнительные кабельные сети) резко удорожает предоставление телевизионных услуг. • Ограничения, связанные с качеством передаваемого сигнала Наиболее качественным среди используемых сред передачи данных до сих пор является спутниковое телевидение, однако у абонентов часто появляются проблемы, связанные с необходимостью периодической настройки спутниковых приемников (тарелок) вследствие воздействия на них окружающей среды (сильный дождь, грозы, ветер и т. д. ). На качество же аналогового сигнала эфирного и кабельного телевидения очень сильно влияет целый ряд помех, рождаемых инфраструктурой современных мегаполисов. Улучшить качество передачи видеосигнала в эфирной и кабельной среде позволило появление стандарта DVB (Digital Video Broadcasting) – семейства европейских стандартов цифрового телевидения. Основной задачей внедрения данного стандарта

DVB В настоящее время стандарт DVB развивается для вещания цифрового контента в следующих средах передачи данных: DVB-S (satellite) – cпутниковое вещание; DVB-C (cable) – кабельное вещание; DVB-T (terrestrial) – наземное эфирное вещание; DVB-H (handheld) – наземное эфирное вещание для портативных устройств (мобильные телефоны). Однако даже при внедрении стандарта DVB, позволяющего значительно улучшить качество передаваемого сигнала, остаются ограничения по количеству передаваемых данных из-за дороговизны или невозможности расширения используемых каналов связи. Наряду с этим вышепредставленные технологии обладают еще одним ограничением – они не позволяют создать массовое и недорогое решение для получения обратной связи от абонентов.

Оборудование IPTV

Сеть IPTV

Компоненты IPTV сети - 1. Компоненты головной аппаратной IP- TV системы, в том числе: головная станция; система условного доступа; видео-серверы; серверы биллинговой системы; серверы системы менеджмента; серверы промежуточного программного обеспечения (middleware); 2. Компоненты опорной (магистральной) транспортной сети, в том числе: - собственно опорная (backbone) оптическая сеть на базе IP-технологии или технологии ATM; - высокопроизводительные коммутаторы (маршрутизаторы) с оптическими интерфейсами; 3. Транспортный уровень доступа, состоящий, например для случая x. DSL сети, из устанавливаемого в помещении АТС головного DSL устройства DSLAM (DSL access multiplexor) и медной пары (телефонной линии), непосредственно заведенной в дом к абоненту.

Tandberg TT 1222 Обеспечивает на выходе видео и аудио профессионального вещательного качества. Используется в составе цифровых и аналоговых головных станций. Поддерживает широкий диапазон открытых DVB стандартов и систем кодирования. Возможно использование для IP систем. Базовая комплектация: TT 1222 c универсальным CI интерфейсом (TT 1222 / CIBAS). · CI интерфейс для дескремблирования большинства систем условного доступа. · Dual Audio для использования XLR кабеля. · MPEG-2 4: 2: 0 декодирование для всех разрешений. · Автоматический выбор PAL/SECAM/NTSC видео-форматов. · Расширенна VBI обработка. · Поддержка Aspect Ratio Conversion. · Возможность введения субтитров, которые могут быть "записаны" в видео. · Декодирование MUSICAM и Dolby Digital® АС-3 downmix. · S/PDIF цифровое аудио для передачи Dolby Digital® АС-3. Опции Входные опции транспортного потока Приемник TT 1222 обладает гибкой конфигурацией, может быть оснащенным или ASI-входом или QPSK-входом. Имеется возможность принимать транспортный поток MPEG over IP потоку через интегрированный 10/100 Base. T IP-интерфейс. QPSK вход TT 1222 / HWO / QPSK ASI вход TT 1222 / HWO / ASI / IN Выходные опции Приемник TT 1222 может обеспечивать ряд выходных форматов, включая ASI и SDI выходы для дальнейшей ретрансляции. Имеется опция «русский SECAM» . Приемник может также принимать высокоскоростной поток данных через Ethernet, поддерживая оба протокола MPE и Data - Piping. ASI выход TT 1222 / HWO / ASI / OUT ASI и SDI выход TT 1222 / HWO / ASI / SDI MPEG сигнал по IP выходу TT 1222/ SWO / IP / OUT Русский формат SECAM TT 1222 / HWO / RS High Speed Data over Ethernet TT 1222 / SWO / IP / DATA

Технические характеристики приемника TT 1222 Tandberg:

Ami. Net 110 Этот декодер поддерживает алгоритм сжатия MPEG-2 и позволяет пользователю получить доступ к таким сервисам как «Видео по Запросу» (Video on Demand – Vo. D) и «Адресное телевидение» (Multi. Cast Video). Подключение поставщика услуг (провайдера) осуществляется через сетевой разъем Ethernet (RJ 45). Подключить приставку к телевизору можно как через обычный антенный разъем, так и через специальный аудио/видео разъем мини-DIN (A/V кабель Amino прилагается). Цифровой звуковой сигнал подается на домашний кинотеатр через разъем S/PDIF. Приставку можно установить как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Для управления приставкой используется пульт дистанционного управления.

Set-Top-Box

Разработчики оборудования для IPTV Название компании Amino Ti. Vo Kreatel Tilgin (i 3 micro) Kasenna Tandberg Television Рикор Scientific Atlanta Anevia Alcatel Адрес в Название Назначение Интернете продукта www. aminocom. Великобритания Ami. NET STB приставки com Ti. Vo DVR Записывающие Канада www. tivo. com Records устройства www. kreatel. co США Kreatel STB приставки m Швеция www. tilgin. com STB приставки Mediabase, www. kasenna. c Сервера Vo. D (Video США Omnibase, om on Demand) v. Fusion www. tandbergtv. Оборудование для Норвегия com головных станции Интерактивная Россия www. ricor. ru RICOR i. TV платформа Оборудование для www. scientificat США головных станции, lanta. com STB приставки Оборудование для www. anevia. co Toucan, Франция головных станций, m Flamingo сервера Vo. D www. alcatel. co Open Media Интерактивная Франция m Suite платформа Страна

Разработчики программного обеспечения для IPTV Название программного продукта Amdocs IP www. amdocs. c Convergence om Solution for IPTV Название компании Страна Amdocs Израиль CTI Россия www. cti. ru i. Vision Управление сервисами Orca Израиль www. orcainter active. com Ri. GHTv Управление сервисами Рикор холдинг Россия www. itvt. ru Ricor i. TV Interactive Aplications Управление сервисами Microsoft США www. microsoft. com/TV Microsoft IPTV Edition platform Управление сервисами США www. opentv. co m Open. TV Core Open. TV Spot. On Open. TV Measure Управление сервисами ПО для STB Сбор статистики Open. TV Адрес в Интернете Назначение CRM-система

Схема организации связи г. Ростов-на-Дону

ГОУ СПО РКСИ – CTI Программно-аппаратный комплекс для предоставления мультимедийных услуг IPTV

Решения для IPTV компании Net. UP (IPTV Combine, Net. UP)

IPTV Технологии