IPTV

Internet Protocol television (IPTV) - это протокол передачи телевизионного контента по IP-сети. 

Чтобы понять, чем IPTV отличается от традиционного телевизора, давайте сравним традиционный режим просмотра телевизора с IPTV. 

Кабель и спутник функционируют, позволяя пользователям «настраиваться» на определенные каналы, и различие между ними заключается в том, что кабельное телевидение подключается через провода, тогда как спутник является беспроводным. 

IPTV использует интернет-протокол (IP) для передачи телевизионных каналов в телевизионную приставку пользователей. IPTV отличается от кабельного и спутникового, предлагая контент через ту же клиент-серверную модель, которая поставляет Интернет к дому, то есть через обычный интернет кабель или Wi-Fi. 

Потребитель запрашивает и получает телеконтент, доставляемый зрителю через интернет-протокол (IP), а не кабель или спутник. В отличие от кабеля или спутника, где контент транслируется в режиме реального времени, при передачи через IPTV есть возможность хранить контент на серверах передающей стороны, что позволяет пользователям запрашивать контент через Интернет в любое время. 

IPTV больше похож на просмотр видео в Интернете, чем на традиционном канале. Он просто использует протокол IP, который является механизмом доставки, чтобы доставлять видео в программу просмотра. Когда зритель нажимает на любую телевизионную программу или запрашивает видео, оно из разных источников (серверов) делится на пакеты данных и отправляется через Интернет. Видеосерверы передают программы в дом через интернет-соединение. 

Давайте посмотрим на архитектуру IPTV, чтобы лучше понять, как оно работает.

Архитектура IPTV

В зависимости от сетевой архитектуры поставщика услуг существуют два основных типа архитектуры IPTV, которые можно учитывать при развертывании: централизованная и распределенная 

Модель централизованной архитектуры является относительно простым в управлении решением. Поскольку весь медиаконтент хранится на централизованных серверах, он не требует комплексной системы распространения контента. Централизованная архитектура, как правило, хороша для сети, которая обеспечивает относительно небольшое развертывание служб VOD, имеет достаточную пропускную способность и эффективную сеть доставки контента (CDN). 

Распределенная архитектура масштабируема, как и централизованная модель, однако имеет преимущества использования полосы пропускания и присущие функции управления системой, которые необходимы для управления более крупной серверной сетью. Поэтому операторы, планирующие развертывание относительно большой системы, должны с самого начала рассмотреть возможность внедрения модели с распределенной архитектурой. Для распределенной архитектуры требуются интеллектуальные и сложные технологии распространения контента для повышения эффективной доставки мультимедийного контента через сеть поставщика услуг. 

Типы услуг IPTV 

Помимо передачи классических телевизионных каналов, IPTV предлагает следующие интерактивные услуги: 

1) Video on Demand (VOD). Видео по запросу (VOD) - это технология IPTV, которая позволяет пользователю смотреть и слушать телевизионные программы на экране телевизора или компьютера. С помощью VOD пользователь может сразу выбрать любимую программу или фильм. Эта технология передает содержимое с помощью телеприставки, компьютера или других устройств в режиме реального времени и загружает телевизионные программы, которые можно просматривать позже. Система VOD состоит из телеприставки со стандартным ТВ-приемником. 

Услуга может быть доставлена через Интернет на домашний телевизор с помощью приставки IPTV или портативных компьютеров, новых мобильных телефонов или современных цифровых мультимедийных устройств. Как и любой другой видеосервер, видео по запросу хранит видеоконтент и имеет возможность доставлять несколько копий одного контента. 

2) True VOD - это особый тип видео по запросу, где каждый пользователь может получить отдельный видеопоток, который находится под их контролем. Поэтому у зрителей есть свободный выбор для запуска, остановки, паузы, воспроизведения и пересылки содержимого видео. В этом случае зрители обычно платят плату за каждый канал, просматриваемый ими. 

3) Near Video on Demand (NVOD): Этот тип видео по запросу похож на true VOD, но в этом случае зрители не имеют никакого контроля над отдельным видеопотоком. Один из распространенных типов видео по запросу, в котором несколько копий программы воспроизводятся с короткими интервалами времени (приблизительно 5 минут). 

4) Бесплатное видео по запросу: это вариация VOD, когда зрителям не нужно платить, если они хотят просматривать видео. В большинстве систем VOD этот контент ограничен длинными формами рекламных объявлений, руководств и других низкоуровневых материалов. 

5) Time-shifted TV: Сдвинутое по времени телевидение позволяет подписчикам просматривать прямые трансляции позже, чтобы они могли воспроизводить и возобновлять их по своему усмотрению. Опция перемотки также предоставляется для телевизионных программ 

6) TV on Demand (TVoD): выбранные телевизионные каналы записываются, чтобы их можно было просматривать, когда это удобно. 

7) Live Televisionэто телевизионный контент, транслируемый в реальном времени. Примеры живого телевидения: телевизионные программы, утренние или наградные шоу, спортивные программы, выпуски новостей и т. Д. 

Triple Play 

Triple Play означает передачу голоса, данных и видео по подписке на один доступ. Широкополосная сеть IPTV может обрабатывать все три (голос, данные и видео) услуги. Обычными приложениями для этой процедуры являются телефония, телевидение и высокоскоростные интернет-услуги. Опция телефонии предлагает услуги вызова, такие как переадресация вызова, идентификатор вызывающего абонента, ожидание вызова, экранирование вызовов, блокировка избирательного вызова и конференц-связь. Сетевые операторы заинтересованы в выполнении всех этих сервисов с использованием той же технологии доступа, которая называется Internet Protocol (IP), где IP играет роль хоста для всех коммуникаций. Средством для передачи этих услуг может быть волоконно-оптический кабель, обычный кабельный или спутниковый передатчик. На рисунке 8 показана доставка услуг Triple Play по сети. 

Протоколы

Основными протоколами, используемыми в IPTV, являются HTTP (протокол передачи гипертекста), IGMP (протокол членства в IP-группе) и RTSP (протокол потоковой передачи в реальном времени). HTTP - это протокол, используемый браузерами для связи с серверами и компьютерами для передачи данных. Live TV использует IGMP версии 2 для подключения телевизоров с многоадресным потоком и переключения на другой многоадресный поток, в то время как протокол RTSP используется для услуг Video on Demand.

RTP: протокол передачи в реальном времени обеспечивает пакетный формат для доставки аудио и видео контента по IP-сетям. Протокол используется для потоковых каналов, управляемых потоковым протоколом RSTP. RTP обычно используется в некоторых услугах потокового мультимедиа, включая услуги телефонии и видеоконференций. 

RTSP: протокол потокового вещания используется для управления потоковыми медиа-серверами. Таким образом, RSTP управляет доставкой данных, тогда как RTP передает каналы. Этот протокол используется для установки и управления сеансами мультимедиа с сервера на пользователя. Чтобы начать и остановить передачу данных, медиа-серверы выдают команды воспроизведения и паузы, чтобы легко управлять передачей медиафайлов с сервера.

●     RTSP используется для управления одноадресными и многоадресными потоками.

●    Потоковая передача данных в RTSP является однонаправленной. Это означает, что потоки данных могут быть отправлены с сервера пользователю. 

IGMP: Протокол управления группами Интернета (IGMP) используется для управления членством в многоадресных IP-группах. Протокол широко используется в онлайн-потоковом видео и играх. 

В IPTV протокол управления группами Интернета является основной частью спецификации многоадресной передачи по IP-сети. Поэтому протокол используется IPTV для подключения к телевизионному каналу и для перехода с одного телевизионного канала на другой.

Как работает IPTV? 

IPTV объединяет технологию сжатия ТВ и технологию ИТ-данных для потокового телевидения в качестве непрерывного потока данных через Интернет. Телевизионная приставка предоставляется поставщиком услуг IP-телевидения, который подключен к линии DSL.

IPTV приставка или STB - это устройство IPTV, которое обычно используется для приема и декодирования цифрового телевизионного вещания и для преобразования сигнала в контент, который затем отображается на экране телевизора или других устройствах отображения. Для просмотра программ на экране телевизора или других устройствах отображения STB должен быть подключен к используемому устройству через интернет-соединения. Беспроводная приставка IPTV предназначена для доставки контента IPTV по беспроводному сетевому соединению. 

В случае компьютеров нет необходимости в приставках. Услуги IPTV бывают двух типов: многоадресные и одноадресные. В отличие от кабельных систем одновременно посылается только несколько каналов, поскольку ширина полосы DSL намного меньше, чем кабель. Когда пользователь меняет канал в телеприставке, он не просто настраивается на другой канал, как кабельная система. Вместо этого с использованием протокола IGMP, телевизионная приставка запрашивает новый канал. Когда местный офис получает запрос, он сначала проверяет, имеет ли пользователь права доступа к новому каналу, а затем направляет маршрутизаторы для добавления конкретного пользователя в список рассылки канала. Следовательно, сигналы, которые в настоящее время запрошены, отправляются пользователю.

Технология Multicast не поддерживает службы Video on Demand (VoD), поскольку для конкретного пользователя требуется уникальный поток. Для поддержки служб VoD местному отделению необходимо создать поток одноадресной рассылки, предназначенный для определенного пользователя. Одноадресный поток, управляемый потоковым протоколом реального времени (RTSP), обеспечивает управление стилем DVD в телевизионных программах и позволяет пользователям останавливать, воспроизводить или приостанавливать программы, которые они просматривают. 

Преимущества

• С IPTV можно приостановить или остановить прямую трансляцию с помощью приставки IPTV. Поэтому зритель может смотреть виде позже, не пропуская ни одной части телевизионной программы.

• IPTV записывает программы, которые можно воспроизводить в любое подходящее время. Пользователь также может записывать несколько программ одновременно с системой IPTV.

• IPTV обеспечивает лучшее качество звука и изображения, если интернет-соединение работает быстро.

• Поскольку услуга IPTV предоставляется через Интернет, на систему не влияют изменения погоды. Поэтому система может обеспечить нормальную передачу, даже в то время как погода дождливая, облачная или ветреная. 

На рисунке показано, как система IPTV собирает содержимое, такое как аудио, данные и видео или услуги Triple Play из разных источников. Содержимое преобразуется в форму, которой можно управлять и распределять. Мультимедиа может быть сохранено, перемещено и отправлено в определенное время. Различные программы доставляются пользователям, подключенным к Интернету с использованием системы IPTV. Приставка IPTV передает все на телевизор или экран компьютера для просмотра, используя интернет-соединение. 

IP для IPTV

Протокол Интернета или IP - это общий протокол, который обеспечивает механизм передачи данных для управления потоками пакетов между устройствами, подключенными к Интернету. Это также стандартный метод форматирования пакетов данных по большой сети, такой как Интернет. Пакет, который определяется как совокупность информации, может быть отправлен в четко определенном формате по IP-сети. В системе IPTV видеосигнал будет разделен на несколько IP-пакетов, а затем пакеты будут отправляться через IP-сеть. 

Интернет-протокол широко используется в различных сетях, таких как LAN, беспроводная сеть Wi-Fi и сети телефонии. 

Передача пакетов - это процесс, в котором пакет информации передается пользователю через IP-сеть. 

Существует три разных процесса рассылки: одноадресная, многоадресная и широковещательная. 

Одноадресная передача - это тип передачи, в которой один отправитель и один приемник взаимодействуют друг с другом по сети. Таким образом, пакет информации отправляется только от одного отправителя только одному получателю, включающему только два узла. 

В технологии IPTV, VOD (видео по запросу) является основным примером одноадресной передачи, где пользователь может останавливать, приостанавливать и воспроизводить содержимое видео. Поэтому при одноадресной передаче пользователь может управлять данными, не нарушая других пользователей в Интернете. 

Многоадресная передача: информация может быть отправлена из одного источника в выбранную группу получателей. Многоадресный процесс обычно используется для установления связи между одним отправителем и несколькими приемниками. Поэтому одно устройство одновременно отправляет пакеты данных в группу устройств. 

В IPTV каждый широковещательный телевизионный канал должен иметь одну группу многоадресной IP-сети, чтобы отправлять пакеты данных в выбранную группу получателей. Это означает, что сотни зрителей смогут одновременно наблюдать за одной телевизионной трансляцией. Широковещательные пакеты будут отправляться группе клиентов, и клиенты могут включить маршрут широковещательного потока на свое сетевое устройство. 

Использование многоадресной передачи гораздо более эффективно, когда один и тот же пакет информации отправляется одновременно многим пользователям. Многоадресную передачу сложнее реализовать, чем одноадресную, поскольку при передаче требуется больше усилий для добавления и удаления пользователей из групп многоадресной передачи. На рисунке 2 показана разница между одноадресными и многоадресными передачами. В одноадресной передаче три потока из одного источника отправляются в три разных адресата, но в многоадресной системе передачи только один поток отправляется в группу получателей. 

Широковещательная передача. При широковещательной передаче пакет информации отправляется только от одного отправителя всем получателям, подключенным к Интернету. Поэтому все получатели могут получить информационный пакет из основного одиночного источника.