говорит и показывает Интернет
Увеличение пропускной способности каналов связи мотивируется по-разному. Одна из основных целей производителей аппаратуры и программного обеспечения - сделать так, чтобы пользователи могли в полной мере ощутить возможности транспортировки мультимедиа-информации, в которой доминирует видео.
Передача мультимедиа-данных по IP-сетям сегодня является настоящим двигателем индустрии, ее стимулом к развитию. Судите сами: видео и аудио автоматически подразумевают генерирование больших объемов трафика, а значит, требуется "разогнать" каналы, обзавестись разнообразнейшим мощным сетевым оборудованием, которому по силам справиться с лавиной информации, разработать и создать методы защиты этих данных и т. д.
Конечно, такое положение вещей только на руку производителям - ведь все вышеперечисленные обстоятельства подразумевают увеличение выпуска оборудования и продаж, поэтому идея мультимедиа-трансляций старательно культивируется и оберегается от посягательств скептиков.
Идея комплексных услуг (когда одна розетка обеспечивает доступ в Интернет, к телефонии, телетрансляции и т. д.) уже не нова, по крайней мере, на мировом уровне. В России же и других пост-советских странах этот подход внедряется достаточно вяло. Причины очевидны - оказание комплексных услуг требует ощутимых инвестиций. Еще одно препятствие - нежелание застройщиков или владельцев зданий сотрудничать с операторами.
Видеотрансляция посредством IP-сети сегодня уже достаточно хорошо отработана и даже может быть разбита на несколько подвидов:
- собственно IP-телевидение (Live TV) - вещание в реальном времени с использованием режима IP multicast. Есть обычное понятие ТВ-канала и, соответственно, оплаты за его просмотр;
- видео по запросу (Video on Demand, VoD) - предоставление видео по персональному запросу подписчика через IP в режиме unicast. Продается обычно фильм или его часть;
- NVoD (Near Video on Demand) - вещание c VoD-сервера в соответствии с сеткой вещания по IP multicast. По сути, комбинация двух предыдущих технологий;
- видеоконференции.
В идеальном случае провайдеру необходимо предоставлять клиенту все три типа сервиса (и довольно много дополнительных, типа network based Personal Video Recorder, nPVR). А для этого требуется генерировать контент, инкапсулировать в IP и далее транслировать его клиенту. И все это - в реальном времени и на десятки или сотни каналов.
Сформированный поток телевизионных каналов представляет собой поток IP-пакетов, передаваемых в сети по отдельному групповому адресу, соответствующему данному телеканалу. Таким образом, вещание нескольких каналов представляет собой формирование нескольких потоков multicast- трафика, когда каждый из каналов однозначно определяется уникальным адресом групповой рассылки. Каждый ТВ-канал занимает от 4 до 6 Мбит/с, на сеть оператора он загружается только в том случае, если абонент подписан на этот канал. Для просмотра канала клиент использует компьютер или абонентское устройство STB, которое с одной стороны подключено к сети оператора (среде вещания), а с другой - имеет соединение с телевизором. Для подключения к сети или выхода из группы рассылки используется стандартный протокол IGMP (Internet Group Membership Protocol).
Рис. 1. IP-сети позволяют доставлять видеосигнал произвольного качества, в том числе HDTV со звуком Dolby Surround.
Почему в качестве транспорта используется протокол IP, который, как мы знаем, изначально был разработан совершенно для других целей? Дело в том, что сегодня IP-технологии обладают достаточной зрелостью для решения задач передачи видеоинформации. Из основных свойств протокола отметим Multicast - использование многоадресной рассылки, что позволяет значительно сократить расходы на доставку информации до конечного подписчика. Не менее важным является качество обслуживания (Quality of Service, QoS). Сквозной QoS обеспечивает корректную приоритезацию различных видов IP- трафика и, несмотря на значительную нагрузку на IP-сеть, создаваемую интернет-пользователями, видеоинформация, равно как и VoIP, будет доставляться без задержек. Кроме того, огромная роль отводится технологиям широкополосного доступа - ведь со старинным дозвоном с помощью модема можно забыть о трафике, создаваемом передачей видеоинформации. Но уже сейчас ADSL2 позволяет предоставить подписчику два одновременно проигрываемых ТВ-потока, несколько одновременных телефонных разговоров и высокоскоростной доступ в Интернет по телефонных проводам. Дальнейшее расширение Ethernet-сетей масштаба города (MAN) позволит увеличить возможности предоставления услуг для подписчиков.
Благодаря передаче видеосигнала при помощи IP-сетей появляется ряд очевидных преимуществ. Во-первых, ощутимая экономия средств на кабельной системе - нет необходимости строить и обслуживать дополнительную кабельную инфраструктуру. Помимо этого сегодня гораздо больше специалистов в области IP-технологий, чем специалистов в ТВ-вещании. В конце концов, имеет место более эффективное использование IP-сети, повышение ее рентабельности.
Ну и, конечно же, IP-сети в нынешней ситуации позволят интегрировать все виды приложений в единую сервис-ориентированную платформу. Технология Video-over-IP позволяет предоставить не только традиционную услугу просмотра ТВ-каналов на качественно более высоком уровне, но и внедрить совершенно новые услуги.
Для операторов становится очевидным, что в современном мире объектом продажи становится не трафик как таковой, а услуги поверх этого трафика. Как, например, для оператора более выгодной является продажа конечному абоненту 1 минуты телефонного разговора, чем 200 кбайт исходящего IP- трафика, так и видеоуслуги станут дополнительным источником дохода для оператора. Каковы сегодня наиболее применимые услуги, связанные с Video- over-IP?
Видео по запросу.Video over IP позволяет реализовать услуги "видео по запросу" без использования каких-либо дополнительных шлюзов и сложных схем взаимодействия. Прямо с телевизора подписчик сможет заказать просмотр фильма и тут же начать его смотреть.
Телевизионный сервис.Традиционная услуга получает "второе дыхание" за счет возможностей создания интерактивных каналов, интеграции с интерактивной программой телепередач EPG (Electronic Program Guide). Кроме того, IP-сети позволяют уже сейчас доставлять видеосигнал произвольного качества. Изображение HDTV со звуком Dolby Surround можно транслировать и сегодня.
"Отложенный просмотр".Можно начать запись текущего ТВ-канала и, вернувшись, продолжить просмотр с того места, где пользователь вынужден был отвлечься.
Личный видеомагнитофон.С помощью календаря подписчик сможет прямо на экране телевизора назначить время начала и окончания записи ТВ-канала или прямо из EPG заказать запись телепрограммы для того, чтобы просмотреть запись в удобное время. При этом никакого дополнительного оборудования не требуется.
Net-surf on TV.Посредством все того же IP-подключения пользователю предоставляется доступ в Интернет с телевизора.
Интерактивные сервисы.Голосования, рейтинги и обсуждения фильмов и телепередач.
Электронная коммерция- "магазин на диване", для которого достаточно телевизора.
Функционально решение задачи передачи телевизионных каналов по IP-сети состоит из трех компонентов. Ключевым является IP Headend - традиционный для телевизионных операторов комплекс, обеспечивающий прием, раскодирование и демультиплексирование сигналов со спутника, прием и MPEG- кодирование материалов из аналогового источника и мультиплексирование каналов в IP Multicast-потоки. Именно этот мультиплексор или, иначе говоря, стример (streamer), становится уникальным компонентом headend для Video-over-IP. Он обеспечивает IP-вещание телевизионных каналов таким образом, что каждый канал имеет собственный уникальный адрес и порт IP Multicast. Кроме того, требуется система обеспечения условного доступа (CAS), гарантирующая защиту контента, то есть шифрующая телеканалы для того, чтобы смотреть их могли лишь авторизованные пользователи. CAS может обеспечивать авторизацию как собственными методами, так и средствами автоматизированной системы расчетов, сторонних систем или middleware ("прослойка").
В качестве средства авторизации могут использоваться смарт-карты, программные ключи (когда пользователю достаточно пароля). Декодирование телеканалов осуществляется непосредственно на абонентском устройстве IP Set Top Box или персональном компьютере. Абонентское устройство внешне напоминает спутниковый ресивер, за тем исключением, что в качестве входного интерфейса у него используется не разъем для подключения спутниковой антенны, а стандартный сетевой интерфейс Ethernet. По сути, это небольшой компьютер со своей операционной системой, MPEG- декодером и веб-браузером - именно наличие веб-браузера и IP-канала позволяет реализовать интерактивные сервисы.
Видео по запросу можно условно разделить на два вида: "настоящий" (True VoD) и "условный" (Near VoD). Если True VoD представляет собой комплекс, обеспечивающий unicast-поток для каждого пользователя в любое время, то Near VoD - это способ экономии полосы пропускания за счет применения MultiCast. В последнем случае несколько экземпляров каждого из фильмов запускается на воспроизведение "по кругу" со смещением начала произведения во времени, и подписчик получает доступ к каналу, на котором воспроизводится конкретный фильм. Естественно, только True VoD предоставляет подписчику услуги персонального видеоплейера: "перемотка" в любые стороны, воспроизведение с произвольной позиции, постановка на "паузу" и просмотр фильма в любое удобное время.
Рис. 2. Ключевой компонент системы TV-over-IP является IP Headend — комплекс, обеспечивающий прием, раскодирование и демультиплексирование сигналов.
Для обоих видов услуги видео по запросу являются обязательными такие компоненты, как сервер VoD, Middleware и абонентское устройство. Сервер VoD - это видеосервер с дисковым массивом большой емкости для хранения видеоматериалов и специализированным программным обеспечением, обеспечивающим multicast-трансляцию видеоматериалов в режиме Near VoD или доступ к видеоматериалам по протоколу RTSP для True VoD. Обычно видеосервер может также осуществлять перехват и запись multicast-потоков, что используется для реализации услуг PVR (видеозапись). Middleware представляет собой специализированный программный комплекс, который обеспечивает управление услугами VoD, IP TV и всеми сопутствующими, такими как интерактивные сервисы, Personal Video Recorder ,и многими другими. Middleware также обеспечивает авторизацию, ведение статистики и предоставляет визуальные интерфейсы пользователям и администраторам. В качестве абонентского устройства в данном случае выступает тот же самый Set Top Box, что используется подписчиком для услуг IP TV.
Современный дом, офис и даже мобильный терминал уже немыслимы без доступа к IP-сервисам, самым распространенным и самым малоприбыльным из которых является доступ в Интернет. И нет никаких причин не повышать доходность построенных сетей за счет внедрения новых услуг, таких как Video- over-IP.
Евгений Патий
Передача мультимедиа-данных по IP-сетям сегодня является настоящим двигателем индустрии, ее стимулом к развитию. Судите сами: видео и аудио автоматически подразумевают генерирование больших объемов трафика, а значит, требуется "разогнать" каналы, обзавестись разнообразнейшим мощным сетевым оборудованием, которому по силам справиться с лавиной информации, разработать и создать методы защиты этих данных и т. д.
Конечно, такое положение вещей только на руку производителям - ведь все вышеперечисленные обстоятельства подразумевают увеличение выпуска оборудования и продаж, поэтому идея мультимедиа-трансляций старательно культивируется и оберегается от посягательств скептиков.
Идея комплексных услуг (когда одна розетка обеспечивает доступ в Интернет, к телефонии, телетрансляции и т. д.) уже не нова, по крайней мере, на мировом уровне. В России же и других пост-советских странах этот подход внедряется достаточно вяло. Причины очевидны - оказание комплексных услуг требует ощутимых инвестиций. Еще одно препятствие - нежелание застройщиков или владельцев зданий сотрудничать с операторами.
Видеотрансляция посредством IP-сети сегодня уже достаточно хорошо отработана и даже может быть разбита на несколько подвидов:
- собственно IP-телевидение (Live TV) - вещание в реальном времени с использованием режима IP multicast. Есть обычное понятие ТВ-канала и, соответственно, оплаты за его просмотр;
- видео по запросу (Video on Demand, VoD) - предоставление видео по персональному запросу подписчика через IP в режиме unicast. Продается обычно фильм или его часть;
- NVoD (Near Video on Demand) - вещание c VoD-сервера в соответствии с сеткой вещания по IP multicast. По сути, комбинация двух предыдущих технологий;
- видеоконференции.
В идеальном случае провайдеру необходимо предоставлять клиенту все три типа сервиса (и довольно много дополнительных, типа network based Personal Video Recorder, nPVR). А для этого требуется генерировать контент, инкапсулировать в IP и далее транслировать его клиенту. И все это - в реальном времени и на десятки или сотни каналов.
Сформированный поток телевизионных каналов представляет собой поток IP-пакетов, передаваемых в сети по отдельному групповому адресу, соответствующему данному телеканалу. Таким образом, вещание нескольких каналов представляет собой формирование нескольких потоков multicast- трафика, когда каждый из каналов однозначно определяется уникальным адресом групповой рассылки. Каждый ТВ-канал занимает от 4 до 6 Мбит/с, на сеть оператора он загружается только в том случае, если абонент подписан на этот канал. Для просмотра канала клиент использует компьютер или абонентское устройство STB, которое с одной стороны подключено к сети оператора (среде вещания), а с другой - имеет соединение с телевизором. Для подключения к сети или выхода из группы рассылки используется стандартный протокол IGMP (Internet Group Membership Protocol).
Рис. 1. IP-сети позволяют доставлять видеосигнал произвольного качества, в том числе HDTV со звуком Dolby Surround.
Почему в качестве транспорта используется протокол IP, который, как мы знаем, изначально был разработан совершенно для других целей? Дело в том, что сегодня IP-технологии обладают достаточной зрелостью для решения задач передачи видеоинформации. Из основных свойств протокола отметим Multicast - использование многоадресной рассылки, что позволяет значительно сократить расходы на доставку информации до конечного подписчика. Не менее важным является качество обслуживания (Quality of Service, QoS). Сквозной QoS обеспечивает корректную приоритезацию различных видов IP- трафика и, несмотря на значительную нагрузку на IP-сеть, создаваемую интернет-пользователями, видеоинформация, равно как и VoIP, будет доставляться без задержек. Кроме того, огромная роль отводится технологиям широкополосного доступа - ведь со старинным дозвоном с помощью модема можно забыть о трафике, создаваемом передачей видеоинформации. Но уже сейчас ADSL2 позволяет предоставить подписчику два одновременно проигрываемых ТВ-потока, несколько одновременных телефонных разговоров и высокоскоростной доступ в Интернет по телефонных проводам. Дальнейшее расширение Ethernet-сетей масштаба города (MAN) позволит увеличить возможности предоставления услуг для подписчиков.
Благодаря передаче видеосигнала при помощи IP-сетей появляется ряд очевидных преимуществ. Во-первых, ощутимая экономия средств на кабельной системе - нет необходимости строить и обслуживать дополнительную кабельную инфраструктуру. Помимо этого сегодня гораздо больше специалистов в области IP-технологий, чем специалистов в ТВ-вещании. В конце концов, имеет место более эффективное использование IP-сети, повышение ее рентабельности.
Ну и, конечно же, IP-сети в нынешней ситуации позволят интегрировать все виды приложений в единую сервис-ориентированную платформу. Технология Video-over-IP позволяет предоставить не только традиционную услугу просмотра ТВ-каналов на качественно более высоком уровне, но и внедрить совершенно новые услуги.
Для операторов становится очевидным, что в современном мире объектом продажи становится не трафик как таковой, а услуги поверх этого трафика. Как, например, для оператора более выгодной является продажа конечному абоненту 1 минуты телефонного разговора, чем 200 кбайт исходящего IP- трафика, так и видеоуслуги станут дополнительным источником дохода для оператора. Каковы сегодня наиболее применимые услуги, связанные с Video- over-IP?
Видео по запросу.Video over IP позволяет реализовать услуги "видео по запросу" без использования каких-либо дополнительных шлюзов и сложных схем взаимодействия. Прямо с телевизора подписчик сможет заказать просмотр фильма и тут же начать его смотреть.
Телевизионный сервис.Традиционная услуга получает "второе дыхание" за счет возможностей создания интерактивных каналов, интеграции с интерактивной программой телепередач EPG (Electronic Program Guide). Кроме того, IP-сети позволяют уже сейчас доставлять видеосигнал произвольного качества. Изображение HDTV со звуком Dolby Surround можно транслировать и сегодня.
"Отложенный просмотр".Можно начать запись текущего ТВ-канала и, вернувшись, продолжить просмотр с того места, где пользователь вынужден был отвлечься.
Личный видеомагнитофон.С помощью календаря подписчик сможет прямо на экране телевизора назначить время начала и окончания записи ТВ-канала или прямо из EPG заказать запись телепрограммы для того, чтобы просмотреть запись в удобное время. При этом никакого дополнительного оборудования не требуется.
Net-surf on TV.Посредством все того же IP-подключения пользователю предоставляется доступ в Интернет с телевизора.
Интерактивные сервисы.Голосования, рейтинги и обсуждения фильмов и телепередач.
Электронная коммерция- "магазин на диване", для которого достаточно телевизора.
Функционально решение задачи передачи телевизионных каналов по IP-сети состоит из трех компонентов. Ключевым является IP Headend - традиционный для телевизионных операторов комплекс, обеспечивающий прием, раскодирование и демультиплексирование сигналов со спутника, прием и MPEG- кодирование материалов из аналогового источника и мультиплексирование каналов в IP Multicast-потоки. Именно этот мультиплексор или, иначе говоря, стример (streamer), становится уникальным компонентом headend для Video-over-IP. Он обеспечивает IP-вещание телевизионных каналов таким образом, что каждый канал имеет собственный уникальный адрес и порт IP Multicast. Кроме того, требуется система обеспечения условного доступа (CAS), гарантирующая защиту контента, то есть шифрующая телеканалы для того, чтобы смотреть их могли лишь авторизованные пользователи. CAS может обеспечивать авторизацию как собственными методами, так и средствами автоматизированной системы расчетов, сторонних систем или middleware ("прослойка").
В качестве средства авторизации могут использоваться смарт-карты, программные ключи (когда пользователю достаточно пароля). Декодирование телеканалов осуществляется непосредственно на абонентском устройстве IP Set Top Box или персональном компьютере. Абонентское устройство внешне напоминает спутниковый ресивер, за тем исключением, что в качестве входного интерфейса у него используется не разъем для подключения спутниковой антенны, а стандартный сетевой интерфейс Ethernet. По сути, это небольшой компьютер со своей операционной системой, MPEG- декодером и веб-браузером - именно наличие веб-браузера и IP-канала позволяет реализовать интерактивные сервисы.
Видео по запросу можно условно разделить на два вида: "настоящий" (True VoD) и "условный" (Near VoD). Если True VoD представляет собой комплекс, обеспечивающий unicast-поток для каждого пользователя в любое время, то Near VoD - это способ экономии полосы пропускания за счет применения MultiCast. В последнем случае несколько экземпляров каждого из фильмов запускается на воспроизведение "по кругу" со смещением начала произведения во времени, и подписчик получает доступ к каналу, на котором воспроизводится конкретный фильм. Естественно, только True VoD предоставляет подписчику услуги персонального видеоплейера: "перемотка" в любые стороны, воспроизведение с произвольной позиции, постановка на "паузу" и просмотр фильма в любое удобное время.
Рис. 2. Ключевой компонент системы TV-over-IP является IP Headend — комплекс, обеспечивающий прием, раскодирование и демультиплексирование сигналов.
Для обоих видов услуги видео по запросу являются обязательными такие компоненты, как сервер VoD, Middleware и абонентское устройство. Сервер VoD - это видеосервер с дисковым массивом большой емкости для хранения видеоматериалов и специализированным программным обеспечением, обеспечивающим multicast-трансляцию видеоматериалов в режиме Near VoD или доступ к видеоматериалам по протоколу RTSP для True VoD. Обычно видеосервер может также осуществлять перехват и запись multicast-потоков, что используется для реализации услуг PVR (видеозапись). Middleware представляет собой специализированный программный комплекс, который обеспечивает управление услугами VoD, IP TV и всеми сопутствующими, такими как интерактивные сервисы, Personal Video Recorder ,и многими другими. Middleware также обеспечивает авторизацию, ведение статистики и предоставляет визуальные интерфейсы пользователям и администраторам. В качестве абонентского устройства в данном случае выступает тот же самый Set Top Box, что используется подписчиком для услуг IP TV.
Современный дом, офис и даже мобильный терминал уже немыслимы без доступа к IP-сервисам, самым распространенным и самым малоприбыльным из которых является доступ в Интернет. И нет никаких причин не повышать доходность построенных сетей за счет внедрения новых услуг, таких как Video- over-IP.
Евгений Патий
Сетевые решения. Статья была опубликована в номере 04 за 2006 год в рубрике технологии
