Материал: Услуги IP-телевидения
Поэтому, услуги IPTV аналогичны услугам, предоставляемым традиционными эфирными, кабельными и спутниковыми операторами, а не услугам Internet television. При этом основное преимущество услуг IPTV состоит в наличии постоянного обратного канала.операторы при предоставлении услуг используют усовершенствованные технологии сжатия, что приводит к улучшению качества изображения, сопоставимого с его качеством у кабельных, спутниковых и эфирных вещателей и превосходящему качество изображения Internet television.
Рассмотрим упрощенную модель тракта интерактивного телевидения,
приведенную на рисунке 1.
Рисунок 1 - Модель тракта интерактивного телевидения
Провайдерами вещательных и интерактивных служб могут быть несколько операторов. Провайдер вещательных служб передает контент абоненту, используя сеть доставки вещательных программ и канал вещания. Контент поступает на модуль интерфейса сети вещания Set top box абонента, с помощью которого терминал получателя взаимодействует с сетью. Тоже происходит при передаче интерактивной информации через сеть интерактивного обмена. Только в этом случае используются два интерактивных канала: прямой и обратный.
Кроме традиционной ТВ-трансляции, технология IPTV позволяет операторам предоставлять услуги VoD (video-on-demand), которые их конкуренты не могут предоставить из-за отсутствия постоянного обратного канала. Интерактивная инфраструктура IPTV приспособлена к классу on-demand, interactive и time-shifted услуг, которые желает получать современный потребитель. Присутствие постоянного обратного канала означает, что IPTV операторы и рекламодатели имеют уникальную возможность точно понять, чего хочет данный потребитель, и когда он желает смотреть свой контент
. Уровни контроля сетей IPTV
Всего в IPTV,5 уровней контроля сети
. Уровень «последней мили» и проверки работы сети доступа в процессе предоставления услуг IPTV. Обычно этот уровень связан с оценкой параметров DSLAM и мультиплексоров доступа по параметрам качества передачи трафика тройного использования (Triple Play) с учетом специфики передачи/приема.
. Уровень транспортной сети предусматривает измерения, направленные на проверку возможности использования сегмента сети для передачи трафика IPTV как транспортного потока. Видео трафик имеет свои параметры и может эффективно имитироваться приборами. По результатам измерений анализируются параметры качества транспортной сети по RFC-2544 и делается вывод о пригодности данной сети для передачи видео трафика.
. На уровне IPTV проверяется возможность предоставления услуги IPTV от абонента до видеосервера. Этот уровень включает в себя сегмент сети ПД и оборудование предоставления интерактивного телевидения. Измерения выполняются на уровнях 4-7 OSI и основываются на результатах измерений уровня транспортной сети.
. Уровень PVQ представляет собой уровень оценки качества передачи интерактивного телевидения. Здесь анализируется не потенциальная возможность (или невозможность) предоставления услуг IPTV, а штатный и порогинга SLA отличается от вышеперечисленных тем, что выполняется пассивными методами в процессе эксплуатации. Данные о результатах интерактивных измерений п. 1-4 используются системой мониторинга SLA для контроля соответствия параметров сети IPTV, найденным в процессе приемосдаточных испытаний, штатным и пороговым значениям параметров QoS.
В методиках тестирования на первых четырех уровнях преобладают имитационные методы. Пятый уровень измерений - это уже чистая эксплуатация, здесь предпочтение отдается пассивным методам мониторинга состояния сетей. «Неполноценным звеном» при внедрении технологии IPTV станет «последняя миля». Сомнения вызывает способность новой технологии ADSL2+ обеспечивать скорость передачи данных по абонентской паре до 24 Мбит/с. «Классическая» технология ADSL, теоретически обеспечивающая скорость до 8 Мбит/с и практически - до 5-6 Мбит/с, для внедрения IPTV не подходит. Такой скорости просто не хватит для передачи трафика Triple Play. Напомним, что Triple Play, или трафик тройного применения, включает в себя трафики видео, данных и телефонный. Возможностей «классического» ADSL явно недостаточно на все три типа трафика одновременно, «трубы» ADSL едва ли хватит на передачу видео. Поэтому «последняя миля» для IPTV - это ADSL2+ или выделенные сети «домашнего» Ethernet.
Широкий интерес к услугам IPTV, возникший в последнее время, привел к тому, что массовая ADSL-изация населения идет сразу по пути ADSL2+. Но внедрение ADSL2+ на сети любого оператора сталкивается с двумя проблемами, которые можно рассматривать как terra incognita:
•установленные на сети DSLAM.
Способны ли абонентские кабельные системы отечественных операторов поддерживать передачу данных со скоростью до 24 Мбит/с? Вопрос злободневный. При широком распространении современных анализаторов «последней мили» большая часть из них не предназначена для измерений под технологию ADSL2+.
Сама полоса тестирования ADSL - 1,5 МГц, ADSL2+ - 2,2 МГц - для многих приборов недостижима. И опять, как и несколько лет назад, в пору внедрения ADSL, службы эксплуатации оказались слепыми. Есть проблема, но нет инструментов. Как ни странно, в выигрыше оказались те операторы, которые либо были дальновидными и покупали самые современные приборы, либо те, которые вообще ничего не имели и теперь могут оснащаться анализаторами ADSL2+. Что же до технологии измерений, то она достаточно известна и мало отличается от обычной технологии тестирования «последней мили». В основе лежит использование двух анализаторов: одного в режиме генератора, другого в режиме измерителя.
Появление новых методов SELT оптимизируют указанную схему. Второе «слабое звено» при внедрении технологии Triple Play - используемые типы DSLAM. Исторический вопрос звучит так: поддержит ли DSLAM передачу трафика Multicast?
Как известно, современные DSLAM используют микропроцессоры, реализующие алгоритм ADSL2+. Не приходится сомневаться и в том, что DSLAM поддерживает функцию передачи трафика Triple Play (хотя само по себе это уже спорно, есть случаи «вольного трактования» понятия Triple Play). Но вот возможно ли использование DSLAM в сети IPTV - это вопрос, для окончательного ответа на который требуется тщательная проверка.
Современная методика предлагает единственный способ контроля параметров DSLAM. В соответствии с указанной схемой тестовые пакеты генерируются трафиковым генератором maxSLAM и передаются на DSLAM через встроенные модемные порты с поддержкой любого протокола модемного обмена (ADSL DMT, ADSL G.Lite, ADSL2+ и т. д.).
Проходя через DSLAM, тестовые пакеты возвращаются на приемный порт Gigabit Ethernet maxSLAM, где проводится анализ по всем характеристикам RFC-2544: Th (Пропускная способность), Lat (Задержка), LoT (Изменение задержки по времени), LD (Девиация задержки), FE (Количество ошибок), FL (Количество потерянных пакетов).
Трафиковый генератор maxSLAM поддерживает генерацию более 4 тыс. тестовых потоков различного трафикового профиля. За счет их комбинации может быть построен любой произвольный профиль генерируемого трафика, что особенно важно для тестирования услуг TVoDSL и VoD. Схема может работать в прямом и обратном направлениях, следовательно, порты ADSL могут выступать или как генераторы, или как приемники тестовых потоков.
MaxSLAM обеспечивает имитацию передачи трафика Multicast, поэтому на DSLAM может быть создана штатная или стрессовая нагрузка. На сегодня анализатор maxSLAM компании Spirent Communications является единственным прибором для проверки функциональности DSLAM перед внедрением услуг IPTV. В России уже проведены тесты некоторых DSLAM по указанной методике.
. Контроль транспортной сети
Транспортная сеть связи - это совокупность всех ресурсов, выполняющих функции транспортирования в телекоммуникационных сетях. Она включает не только системы передачи, но и относящиеся к ним средства контроля, оперативного переключения, резервирования, управления.
Транспортная сеть не адаптирована к появлению и расширению в ней трафика IPTV. Сомнения здесь оправданны по многим причинам:
в сети может быть недостаточно ресурсов;
сами методы и протоколы маршрутизации могут спровоцировать недопустимые параметры качества соответствующих потоков IPTV, следовательно, качество услуг станет неприемлемым.
транспортные сети многих операторов создавались не под задачи IPTV. Они несут в себе трафик данных, Интернета и VoIP.
Появление высокоприоритетного трафика видеоданных может сказаться на качестве других услуг, и встает задача оценки влияния новых потоков на старые. На уровне транспортной, каналы передачи трафика определенного свойства: большие по размеру пакеты, высокий приоритет, выделение под каждый канал полосы пропускания в 2,5-5 Мбит/с, соответствующая сигнализация. Разрешить все сомнения помогает методика RFC-2544, до определенной степени - стандарт для измерений параметров качества на уровне транспортной сети. Данная методика предусматривает использование двух приборов для тестирования распределенной системы (SUT). Один прибор генерирует тестовый профиль трафика, задаваемый следующими параметрами:
•уровень использования ресурса (GAP);
•длина тестовых пакетов (L);
•уровень приоритетности (Pr);
•тип поддерживаемой сигнализации (Sig).
Тестовый поток с заданным профилем передается по транспортной сети и анализируется на удаленном конце по параметрам качества RFC-2544:
• пропускная способность (Throughput) - Th;
• количество потерянных пакетов (Frame Loss) - FL;
• количество пакетов с ошибками (Frame Error) - FE;
• задержка передачи (Latency - Lat) и ее распределение (Latency Distribution - LD);
• динамика изменения параметра задержки со временем (Latency over Time - LOT);
• тесты берстности трафика (Back-to-Back).
Измерения уровня транспортной сети - весьма полезный инструмент, позволяющий внедрить услугу IPTV уверенно и безопасно.
Отдельные измерения отличаются только профилем генерируемой нагрузки и результирующими зависимостями параметров качества. Для IPTV в процессе исследований на отечественных сетях были проработаны несколько тестовых профилей и профилей ожидаемых результатов (по сути, нормы), в зависимости от схемы организации взаимодействия STB - сервер. Так что можно считать, что этот раздел методики измерений IPTV проработан по сравнению с другими более детально. Измерения на транспортной сети перед внедрением IPTV не ставят только вопрос проверки возможности или невозможности развертывания услуг IPTV. Целью проведения измерений на транспортной сети может стать определение возможных ограничений на участках STB - сервер, разработка практических требований к параметрам качества в соглашениях о качестве обслуживания (SLA), а также оценка потенциального размера будущей сети по количеству пользователей.
. Архитектура сети IPTV
Архитектура решения «IPTV» зависит от архитектуры магистральной сети и сети доступа оператора связи и обычно имеет распределенную структуру. Основные элементы решения, такие как, Middleware, защиты контента от несанкционированного доступа (CAS/DRM), система управления видеосерверами размещаются в «Дата центре» Оператора связи, когда видеосерверы выносятся ближе к абонентам, т.е. сетям доступа Оператора В.
Middleware
Система Middleware является важнейшей частью программно-аппаратного комплекса IPTV, так как осуществляет связь между головной станцией и абонентскими приставками, а также реализует графический интерфейс, с которым взаимодействуют конечные пользователи.
Ядро подсистемы управляет внешними компонентами комплекса, поддерживает базу данных абонентов и предоставляемых им услуг, занимается аутентификацией и авторизацией абонентских устройств, взаимодействует с системой учёта услуг.
Абонентский портал (другое название: Пользовательский интерфейс абонента, Subscriber User Interface) - лицо всего комплекса, интерфейс, который видит абонент на своём экране, и благодаря которому он пользуется услугами.
IPTV Middleware поддерживает несколько типов клиентского программного обеспечения и оборудования. Абоненты могут пользоваться услугами IPTV на персональных компьютерах, используя IPTV PC Client (IPTV player). Также возможен доступ к услугм IPTV при помощи абонентских ТВ-приставок. Начиная с версии Middleware 1.7 поддерживается одновременно два типа приставок: классические ТВ-приставки (производства Amino, Telergy, TeleTec, Intercross и др.), а также новые приставки, работающие под управлением операционной системы Android.
Серверная часть Middleware построена на платформе NBS и взаимодействует с абонентскими устройствами или ПО, а также с элементами кластера IPTV: системой условного доступа, биллинговой системой и другими.
Клиентская часть Middleware постоянно эволюционирует. На данный момент существует три поколения клиентов Midlleware. Первым поколением считаются ТВ-приставки с пользовательским интерфейсом, основанным на Web-технологиях. Второе поколение - низкоуровневое программное обеспечение, которое реализует графический интерфейс на ТВ-приставке. Третье поколение - это приложение NetUP.tv для нового типа приставок, работающих под управлением ОС Android.
Доставка контента до клиентского оборудования осуществляется либо по управляемой IP-сети оператора связи с использованием технологии multicast <https://ru.wikipedia.org/wiki/Multicast> или unicast <https://ru.wikipedia.org/wiki/Unicast> (в зависимости от топологии сети), либо без привязки в сетях операторов связи (ОТТ <https://ru.wikipedia.org/wiki/OTT>).
Технология OTT (Over the Top) получила широкое распространение в сфере предоставления видео услуг через Интернет и является частью технологии IPTV. Термин OTT означает доставку видеосигнала на приставку (компьютер, мобильный телефон) пользователя по сети Интернет без прямого контакта с оператором связи в отличие от услуг IPTV.
Особенности
· предоставление шифрованных каналов с возможностью легальной записи отдельных передач на абонентские устройства пользователей, в том числе по подписке;
· Транс кодирование контента (каналов и фильмов) в различные форматы для просмотра на компьютере, телевизоре и мобильном телефоне;
· предоставление контента по запросу с возможностью просмотра онлайн и загрузки на абонентское устройство для дальнейшего просмотра.
Такая концепция позволяет более эффективно использовать контент, привлекать новых абонентов и увеличивать доходность бизнеса за счет дифференциации услуг и введения онлайн-продаж.
Особенностью внедрения услуг OTT является возможность предоставить сервис любому пользователю Интернет.
Проблемы
· Видео- и аудио контент должен быть доступен везде, где доступен Интернет. В качестве транспортного протокола для всех типов контента должен быть использован HTTP <https://ru.wikipedia.org/wiki/HTTP>;
· Также HTTP <https://ru.wikipedia.org/wiki/HTTP> должен быть использован для предоставления услуг телевизионного вещания и видео по запросу;
· Открытый Интернет по определению является "неуправляемой" сетью, в которой ширина полосы до конечного пользователя не подлежит контролю. В результате потоковое видео имеет низкое качество и периодически притормаживает для буферизации, что отрицательно сказывается на впечатлении пользователей о качестве услуги. Особое значение этот вопрос имеет для мобильных сетей;
· Предлагаемые технологии должны быть адаптированы для использования полного спектра абонентских устройств (ПК с веб-браузерами, приставки (STB) / телевизор, мобильные телефоны и т.д.). Это означает, что они должны быть экономичны (иметь небольшой расход системных ресурсов) и просты в установке;
· Огромную роль имеет простота интеграции с существующей экосистемой, так как большая часть контента в настоящее время распространяются при помощи различных форматов и протоколов