Передача ТВ программ по IP-сетям

Развитие рынка телекоммуникаций и конкуренция диктуют коммерческим операторам связи необходимость постоянно изобретать новые услуги. В последнее время наблюдается тенденция к интерактивным сервисам.Появилась возможность не просто наблюдать передачу в одностороннем режиме, а управлять ее воспроизведением, например, поставить на паузу и продолжить просмотр с того же момента, а потом промотать рекламный блок. Одной из наиболее перспективных интерактивных услуг является цифровое телевещание через Интернет (поІР-сетям).

IPTV - это системы, в которых IP-протоколы сети Интернет используются для трансляции телевизионных программ и применяется пакетная передача данных. В общем случае IPTV-сеть строится на основе распределенных информационных ресурсов. Обычно оператор предполагает размещение в сети IPTV нескольких видеосерверов, "заряженных" разным контентом.

Сервисы при передаче видео через IP-сети

• 1.    Телевизионное IP-мультивещание — предоставление разнообразных пакетов телепрограмм по различным тарифным планам, или бесплатно. Телепрограммы передаются по IP-сети с использованием мультивещательного протокола multicast.

• 2.    Web-телевидение (Web-TV) – это технология доставки видеоконтента с помощью IP-протокола, но передача реализуется на низких скоростях. Например, абонент сначала загружает видеоматериал, а потом в удобное для себя время смотрит его на соответствующей скорости. Во многих странах мира имеется много видеопорталов, которые оказывают услуги Web-TV. Это очень популярно для короткометражного контента (музыкальные клипы, скетч-шоу и т.п.). Единовременно эту услугу могут использовать 5 тысяч абонентов.

• 3.    Видео по требованию или VоD (VideoonDemand) - довольно востребованная услуга, которая приносит оператору весомые дивиденды. Суть услуги в том, что абонент выбирает из списка фильмов необходимый и заказывает его c помощью клавиатуры приемника (SetTopBox, STB) и сразу через несколько минут смотрит его в реальном времени. За пользование услугой счет предоставляют ежедневно (в гостиницах) или ежемесячно постоянным абонентам.

• 4.    «Видео почти по требованию» или NVoD, или nVoD (nearVideoonDemand). Если клиент делает запрос на фильм по nVoD, то в ночное время, когда каналы не загружены, с центрального видеосервера фильм скачивается на локальный (менее мощный и дешевый) видеосервер. Следующим днем, когда клиентом запрашивается заказанный фильм, видеофайл перекачивается с локального видеосервера только через сервер доступа, не загружая транспортную магистраль. Фильм на локальном сервере хранится по методу стека, когда при наличии памяти в архивном блоке он находится до того, пока не будет вытеснен на стирание вновь поступающими запросами nVoD от других клиентов.

• 5.    Сервис «Домашний кинотеатр», «виртуальный кинозал» или VoD по расписанию. Для абонента, который хочет, не выходя из дома, проcмотреть новые фильмы, оператор предоставляет в своей электронной программе передач список из 5—7 фильмов. Для систем IPTV этот сервис очень практичен, так как мало загружает транспортные магистрали и использует режим multicast.

• 6.    Сервис «Телевещание со сдвигом во времени» (TimeShiftTV). Для данного сервиса оператор по соглашению c вещателями записывает весь круглосуточный видеоконтент шести или десяти востребованных зрителями телеканалов. Внедрение данного сервиса по силам крупным фирмам, которые имеют достаточные финансы.

• 7.    Видеоконференцсвязь. Тут на 100 % задействована задекларированная оператором интерактивность. Качество видеоизображения, которое обеспечивается оператором внутри своей сети, намного выше, чем на бесплатных сервисахвидеоконференцсвязи типа Skype.

• 8.    «Магазин на диване» (или электронный магазин). Для Интернет-магазина требуются компьютер, поиск необходимого сайта и навигации по нему, но с IPTV начинается трансформация сервисов по продаже с учетом лучшей интерактивности и более легкого поиска магазинов и товаров.

Указанный выше список сервисов является основным, который можно дополнить рекламируемыми, но менее известными услугами: новости по запросу; телеголосование; звуковое вещание (УКВ, FM); доступ к удаленным базам данных; фотоархивы с бесплатными сайтами хранения фотоальбомов для абонентов данной сети IPTV и др.

На популярность разных видов сервисов значительное влияние оказывает уровень доходов населения, уровень экономического развития страны в целом. Внедрять новые виды услуг в IPTV-бизнес можно лишь произвести после достаточных маркетинговых исследований [4].

Виды трафика в IPTV

Методы передачи трафика в IP-сетях: unicast, broadcast и multicast -применяют разные типы назначения IP-адресов в соответствии с их задачами. У каждого из них различная степень влияния на объем потребляемого трафика.

Трафик unicast (одноцелевая передача пакетов) применяют для сервиса индивидуального характера. Для каждого клиента запрашивают собственный видеоконтент в свободное, удобное для него время. Трафик unicast имеет направление из одного источника к одному IP-адресу. Этот адрес принадлежит в сети только одному компьютеру или абонентскому STB, как показано на рис. 1.

Рис. 1- Передача трафика unicast

Количество абонентов, которые смогут использовать трафик unicast одновременно, ограничивается доступной в магистральной части сети шириной потока (скоростью потока).

Еще трафик broadcast принимают все включенные компьютеры (или STB) в сети независимо от желания пользователя. По данной причине этим видом передачи пользуются для служебной информации сетевого уровня или для передачи другой специальной информации. Трафик broadcast не применяют для передачи видеоданных. Пример передачи трафика broadcast показан на рис. 2.

Рис. 2 - Передача трафика broadcast

Трафик multicast (групповая передача пакетов) применяется для передачи потокового видео, когда нужно доставить видеоконтент большому количеству числу абонентов, не перегружая сеть. Его чаще всего иcпользуют в сетях IPTV для передачи данных, когда телепрограмму смотрит огромное количество абонентов(рис. 3).

IP-TV зритель                          IP-TV зритель

Рис. 3 - Передача трафика multicast

Адреса multicast нельзя назначить индивидуальным компьютером (или STB),в отличие от трафика unicast. Если данные посылаются по одному адресу multicast, потенциальный приемник данных имеет право принять решение принимать или не принимать их, т.е. абонент увидит этот канал или нет. Этот способ передачи показывает, что головным оборудованием оператора IPTV станет передаваться один поток данных по многим адресам назначения, учитывая, что за абонентом остается право выбора - принять данные или нет.

Создавая multicasi-передачи в IP-сети нужно иметь маршрутизаторы, которые смогут поддерживать multicast.

В реальной IPTV-сети присутствуют одновременно все три вида трафика: broadcast, multicast и unicast. Оператор прогнозирует оптимальную величину пропускной способности сети, учитывая разные механизмы влияния различных технологий IP-адресации на объем трафика[2].

В скором будущем IPTV замениттрадиционные способывещания. Клиенты IPTVимеют огромное множествонеоспоримых преимуществ, таких как умеренная стоимость и поддержка Full-HD и 3D, большое количество телеканалов и возможность их гибкой компоновки.