Transcript IPTV

IPTV MIDDLEWARE PLATFORMA
4/13/2015
1
Sadržaj
1.
2.
3.
4.
5.
Uvod
Šta je to IPTV?
Zašto IPTV?
Tehnički zahtevi i kvalitet IPTV servisa
Digitalni video signal, video kompresija, vrste frejmova, SDTV i
HDTV
6. IPTV mrežna arhitektura
7. Headend
8. IPTV Middleware platforma
4/13/2015
2
Šta je to IPTV?
• “IPTV je multimedijalna usluga gde se telеvizijski / video /
audio / tekst / grafika / i drugi podaci dostavljaju preko IP
mreže sa potrebnim nivoom kvaliteta usluge uz obezbeđenu
bezbednost, pouzdanost i interaktivnost servisa.“
• Audio i video signal na ulazu IPTV platforme je analogan, dok
na izlazu iz platforme može biti analogan i digitalan (na HD
STB uređajima imamo i digitalni izlaz).
• Streaming - usluga koja omogućava da se audio ili video
sadržaj sa mikseta, mikrofona, kamera ili fajlova smeštenih na
računaru digitalizuje, kodira i pošalje do streaming servera koji
takav signal “emituju” preko IP mreže.
4/13/2015
3
IPTV – principska šema
Local TV
Houses
Satellites
Other content
providers
TV channels
TV channels
Head End
platforms of other
content providers
Head End
Head End &
Middleware of the
other operators
IPTV
Middleware
VoD
Platform
IP/MPLS
network
IP/MPLS
network
Telekom Srbija
Virtual IPTV providers
and ADSL2+ users
4/13/2015
Transmitter
IP/MPLS network of
Telekom Srbija
daughter companies
Virtual IPTV providers
ADSL2+
Virtual IPTV providers
and ADSL2+ users
4
Zašto IPTV?
• Bolja kontrola – korisnici sami biraju šta će i kada da gledaju
• Korisniku je obezbeđena veća interaktivnost,
• Kvalitet sadržaja koji se reprodukuje je uglavnom bolji,
• Personalizacija upravljanja korisničkim nalozima,
• Konvergencija – jedan TV uređaj može da se koristi za
gledanje televizije, surfovanje Internetom i video pozivanje,
• Multiscreen funkcionalnost
4/13/2015
5
Faktori koji utiču na rast IPTV usluge
•
•
•
•
Digitalizacija sadržaja (content)
Nove tehnike kompresije signala
Širenje broadband pristupa,
Trenutna situacija u pogledu
raspoloživosti xDSL
infrastrukture
• Razvijanje optičke infrastrukture
do krajnjeg korisnika (FFTB i
FTTH tehnologija).
4/13/2015
6
IPTV servis - tehnički zahtevi
• Tehnički zahtevi u pogledu kvaliteta servisa odnose se na
propusni opseg u access linku:
 4 Mbps po kanalu za SDTV,
 10 Mbps po kanalu za HDTV
 VoD (adaptibilno prema sadržaju)
4/13/2015
7
IPTV – kvalitet servisa
• Kvalitet iskustva (Quality of Experience - QoE) korak iza
kvaliteta servisa (Quality of Service – QoS)
QoS
Malo kašnjenje
(Low delay), jitter
i gubitak paketa
(packet loss)
4/13/2015
QoE
kvalitet sadržaja
kvalitet video strima
kvalitet transporta
kvalitet transakcije (interakcija
korisnik - servis).
8
PRORAČUN KAŠNJENJA PRI PROMENI KANALA
t0 - korisnik pritiskom na dugme daljinskog upravljača inicira promenu TV kanala.
t1 - klijent šalje IGMP leave poruku , a mreža i serveri zaustavljaju slanje audio i
video strima (prosečno je t1 oko 150 ms).
t2 - klijent šalje IGMP join zahtev i pridružuje se multicast grupi drugog TV kanala
(vreme relativno malo).
t3 - vreme potrebno da sadržaj traženog kanala stigne do klijenta
t4 - interval potreban da STB klijentska aplikacija prihvati pakete sa porta i parsira ih
t5 - interval u kom STB klijentska aplikacija dobija ključeve za dekripciju sadržaja.
t6 - interval od 300ms za popunjavanje bafera sadržajem (sadržaj ne dolazi do STB
kontinualno već u naletima i bafer sprečava degradaciju kvaliteta slike).
t7 - vreme do nailaska sledećeg I frejma od oko 250ms
t8 - vreme potrebno da klijentska aplikacija dekodira I-frame (izuzetno malo)
4/13/2015
9
IPTV – problemi u realizaciji tehničkih
zahteva
•
•
•
•
•
Kontinuirano veliki propusni opseg
Last mile problem
DSL obezbeđuje burst (web) traffic i nije podržan MPEG-2
Potrebno je primeniti adekvatnu kompresiju video strimova
Smanjenje vremena potrebnog za promenu kanala (multicast
traffic traži vreme)
• Obezbeđenje (unicast traffic)
4/13/2015
10
Digitalni video signal
• Najvažnije karakteristike :
 Rezolucija - meri se brojem vertikalnih i horizontalnih pixel-a
 Frame rate - meri se brojem slika koji se prikaže u 1s;
 Boja - tri su osnovne boje crvena, zelena i plava, a ostale boje
predstavljaju njihovu kombinaciju
• Video zapis je serija pojedinačnih slika (frejmova – eng. frame)
koje se prikazuju jedna za drugom velikom brzinom.
4/13/2015
11
Video kompresija
• Video kompresija - tehnologija digitalnog zapisivanja i čitanja
videa mora da obezbedi da komprimovan video zapis zauzme
što manje memorijskog prostora i da se pri puštanju (čitanju,
reprodukovanju) što manje razlikuje od originala.
• U pogledu kvaliteta postoje dve vrste kompresija:
1. Lossless (bez gubitaka) kompresija
2. Lossy (sa gubicima) kompresija.
• Video kompresija može biti intrafrejmovska ili interfrejmovska
• Napredne tehnike kompresije - kompresijuasadržaja
pojedinačnih frejmova i tehnike zapisivanja promena i razlika
među frejmovima.
4/13/2015
12
VRSTE FREJMOVA
• Postoje tri vrste frejmova:
1. I (Intra-frames ili ključni frejmovi )
2. P (Predicted-frames)
3. B(Bi-directional-frames)
4/13/2015
13
REPRODUKCIJA DIGITALNOG SDTV
• SDTV je tradicionalna tehnologija reprodukcije signala zvuka i
slike (PAL, SECAM itd.) gde se pažnja obraća na dijagonalu i tip
ekrana (FLAT SCREEN TV, LCD, PLASMA, LED…).
• Zavisno od tipa TV prijemnika veza sa STB-om može biti
realizovana kablom sa SCART konektorom (na slici) ili
koaksijalnim kablom.
Povezivanje Amino AmNet 125 STB sa TV prijemnikom upotrebom kabla sa
SCART konektorom
4/13/2015
14
REPRODUKCIJA DIGITALNOG HDTV
• HDTV - nudi veći kvalitet slike sa:
 rezolucijom: 1280×720 ili 1920×1080 piksela,
 Ispisom slike : “i”(interlaced - svaka druga linija) ili “p” progressive (linija po linija)
 brojem slika u s: 50 ili 60 slika u s
 življim bojama.
• Kvalitet reprodukcije HDTV signala na TV prijemniku zavisi od:
formata ekrana (4:3 ili 16:9 - odnos stranica), brzine odziva,
svetlosti, kontrasta, broj i tipa konektora na TV prijemniku i
podržane rezolucije (sadržaj - rezolucija TV prijemnika).
4/13/2015
15
IPTV - MREŽNA ARHITEKTURA
4/13/2015
16
IPTV – kućna mreža
• Kućnu mrežu čine ADSL modem (Ethernet kablom povezan sa STB),
STB (kablom povezana sa TV prijemnikom) i TV prijemnik.
•
–
–
–
–
Set-Top-Box je IPTV terminalna oprema koja:
pokreće i izvršava naloge IPTV middleware-a.
dekriptuje kodiran video stream,
vrši dekodovanje (video decoding),
obezbeđuje kompozitni (analogni i digitalni) video izlaz, EPG i PVR.
4/13/2015
17
IPTV - Headend
•
•
•
•
•
Pribavljanje i priprema sadržaja za prenos preko IP MPLS mreže
Demultipleksiranje
Video encoding
Rate shaping
Content security (kontrola pristupa i upravljanje pravima nad
sadržajem)
• Enkripcija
4/13/2015
18
IPTV middleware platforma
4/13/2015
19
IPTV – middleware serveri
•
•
•
•
•
•
•
•
upravljaju aktivnostima na transkoderima i IP STB-ovima,
upravljaju sa live i VoD serverima CA/DRM i paketima kanala,
prosleđuju end-to-end konfiguraciju STB-ovima,
upravljaju korisnicima – kreiranje korisničkih profila,
obezbeđuju interaktivne usluge,
upravlja generisanjem CDR fajlova i naplatom sadržaja,
povezuje elektronski programski vodič (EPG) sa sadržajem,
rade kao boot server za STB i obezbeđuje da sve STB-ove
pokreće isti softver.
4/13/2015
20
Pouzdanost IPTV servisa
• Pouzdanost servisa garantuje se kroz redundansu NOC, Edge,
STREAMER servera koji najčešće rade u MICROSOFT “cluster”-u
(“cluster” čine radni i rezervni server sa storage – om).
4/13/2015
21
IPTV MIDDLEWARE PLATFORMA - SERVISI
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Live TV (Broadcast TV): TV kanali, radio kanali, music choice
VoD (Video on Demand)
EPG (Electronic Programme Guide)
nPVR (network Personal Video Recorder)
Korisnički profili i roditeljska kontrola
Vremenska prognoza
Aerodrom – raspored letova
Mozaik
Notification (primanje reklamnog i informativnog sadržaja)
Automatsko prebacivanje kanala
Kreiranje liste omiljenih kanala
Gaming
Klađenje,
Multiscreen
4/13/2015
22
SERVIS EPG-a Live TV servisa
• EPG (electronic program guide) je programska šema koja se
formira za svaki kanal u vidu tabele, u XML formatu.
• Prilikom svakog startovanja EPG-a automatski se vrši download
i sinhronizacija podataka, a nakon toga, korisnik može da vidi
informacije o programskoj šemi.
• Moguće je horizontalno (vremenska osa) i vertikalno (kanali)
scroll-ovanje, kao i „ulazak“ u kanal iz EPG-ja, logo kanala.
4/13/2015
23
SERVIS nPVR – odloženo gledanje TV emisija
Korisnik može preko TV prijemnika “narediti” da se neka emisija
(content provider to dozvoljava) snimi i odloženo gleda.
• Snimljeni sadržaj čuva (24h, 48h, 72h…)
•
4/13/2015
24
IPTV - protokoli
4/13/2015
25
Mobile TV
• Korisnik koji je van kuće, ima kod sebe Android mobilni telefon ili Apple IOS
može da, u svakom trenutku, bez obzira na to gde se nalazi, prati širok izbor
TV kanala na svom mobilnom aparatu. Servis je skup u inostranstvu i
operatori ga nude nakon dogovora sa roaming partnerima.
• Platforme za mobile TV uglavnom koriste javne IP adrese.
• Platforme za mobile TV najčešće koriste adaptivni HTTPs streaming
(platforma zna propusni opseg korisnika i procesorsku moć aparata pa
shodno tome dodeljuje najveći mogući bit rate).
• Video fajl se ne “isporučuje” kao jedan veliki fajl, već iz posebnih delova
(deljenjem tog videa na manje fajlove). Vremenski, ti delovi su obično od 2
do 10 sekundi. U slučaju da se je protok otežan ili nečim opterećen,
automatski se prebacuje na video fajl manjeg bit rate-a.
4/13/2015
26
Web TV
• Web TV servis je isporuka TV sadržaja preko World Wide Weba, a neki od glavnih distributera su YouTube, Myspace,
Newgrounds, Blip.tv, and Crackle.
• Preduslov -širokopojasni pristup na strani korisnika i aplikacije
za reprodukciju multimedije (npr. windows media player).
• Provajderi ovog servisa nude plaćanje preko računa, “skidanje”
sa prepaid kredita ili preko Self care portala u vidu Single-SignOn usluge (korisnik šalje zahtev u formi SMS-a ili mejla na
određeni broj ili e-mail adresu provajdera servisa)
• Na platformi se mogu dodeljivati privatne i javne IP adrese.
4/13/2015
27