Основные требования к головной станции IPTV

Конфигурируя IPTV станцию, оператор должен ясно представлять, какие именно виды обработки видеоданных будут необходимы. Для этого оператору надо знать как характеристики используемой транспортной сети, так и характеристики полученных из разных источников ТВ-каналов.

Для примера приведем начальный перечень вопросов, ответы на которые оператор должен хорошо знать, приступая к формированию ТЗ на IPTV головную станцию:

- для каких из обрабатываемых каналов можно не менять скорость потока;

- для какого числа, и для каких именно каналов требуется трансрейтинг (transrating);

- для каких каналов требуется энкодирование (encoding);

- какие из каналов должны быть реэнкодированы (re-encoding);

- какие из каналов необходимо транскодировать из MPEG2 в MPEG4 или возможно из MPEG4 в MPEG2;

- планируется ли предоставлять каналы в формате телевидения высокой четкости (HDTV);

- планируется ли использование системы условного доступа (CAS).

Дадим пояснения по этим вопросам. Для примера предположим, что уровнем доступа у оператора является DSL-сеть, физически обеспечивающая скорость абоненту 7 Мб/с. Абонент при наиболее дорогом тарифе получает доступ в Интернет со скоростью до 2 Мбит/с. Таким образом, ясно, что для передачи видео предельная доступная скорость потока будет около 5 Мбит/с. Из этого следует, что оператор может использовать формат сжатия MPEG2 и обеспечить высокое качество трансляции. Однако для MPEG2 будет исклю-чена возможность трансляция HDTV программ, требующих в несколько раз большую скорость.

В нашем случае, оператор, использующий как источник контента спут-никовые каналы с переменной скоростью 4-6 Мб/с, должен будет сделать для них упомянутый выше трансрейтинг, чтобы ограничить скорость потока за-данной величиной, например, 5 Мб/с. Важно знать, что возможности трансрейтинга по снижению скорости потока обычно ограничены величиной 15-20%. В случае же использования цифровых источников с высокой скоро-стью, например 8-12 Мб/с на ТВ канал, требуется уже ре-энкодирование, ко-торое в простом варианте реализации представляет собой декодирование цифрового MPEG потока и повторное MPEG энкодирование с заданной ско-ростью. Очевидно, что в нашем случае для организации трансляции в форма-те HDTV оператору необходимо будет использовать новейшие эффективные алгоритмы сжатия видео, такие как MPEG4 AVC или VC-1. Для интеграции системы условного доступа головная станция должна иметь возможность внутренней маршрутизации видеоданных и интерфейсы для подключения скремблера, использующего сейчас уже стандартный протокол DVB Sim-ulcrypt.

Следовательно, основные требования к головной станции IPTV будут следующими:

• возможность получать входной видеоконтент из многих источни-ков в различных цифровых форматах (ASI, IP, ATM, SDI);

• полная гибкость в обработке видео-потока (трансрейтинг, транс-кодинг, энкодинг, мультиплексирование, поддержка адресации трафика multicast и unicast);

• возможность предоставления сервисов через разные физические типы транспортных сетей (DSL, оптоволокно (Ethernet), ATM, коаксиальный кабель, спутниковые сети);

• MPEG-2 и MPEG4 - кодирование;

• MPEG-2 в MPEG4 - декодирование;

• поддержка систем условного доступа DVB С AS и/или IP CAS.

Также к головной IPTV станции могут предъявляться и обычные для любого головного оборудования требования:

• автоматическое резервирование (n+1), «горячая» замена модулей;

• гибкое наращивание функций и сервисов, масштабирование;

• легкое и интуитивное конфигурирование и управление [23].

Наиболее известны четыре производителя IPTV головных станций, это Scopus Video Networks, Terayon Communication Systems, Optibase и Tandberg Television.

Рассмотрим состав и функции головной станции IPTV на примере головной станции IPTV - MediaPlex 20производства Tandberg Television, ранее производимой компанией SkyStream, которая сейчас является частью Tandberg Television. Внешний вид станции приведен на рисунке 13.

Станция MediaPlex 20 рекомендуется Tandberg Television для крупных IPTV сетей (по утверждению производителя - до миллиона абонентов) и предоставляет оператору исключительно широкий перечень возможностей.

Результатом приёма и обработки контента на головной станции IPTV проекта является множество однопрограммных транспортных потоков MPEG, распространяемых в широковещательном режиме в IP сети оператора. В зависимости от условий проекта данные каналы могут подвергаться дополнительной обработке:

· Кодирование/перекодирование из исходного вида в формат MPEG2/MPEG4

· Понижение битрейта.

· Изменение состава транспортного потока, удаление лишних аудиодорожек.

· Кодирование отдельных транспортных потоков для PiP

· Вставка рекламы

Важным условием для головной станции является возможность ее масштабирования, адаптация под изменяющиеся форматы источников, резервирование и полноценная система управления.

Рисунок 13 – Внешний вид головной станции IPTV MediaPlex 20

Подходы к реализации промежуточного программного обеспечения IPTV (Middleware)

Middleware - это промежуточное программное обеспечение для управления IPTV. Это основной компонент IPTV комплекса, так как он определяет набор услуг, доступных пользователю, задает пользовательский интерфейс. По сути Middleware координирует взаимодействие практически всех компонентов комплекса.

Немало вопросов возникает о принципах взаимодействия абонентской приставки с сервером Middleware. Какие бывают варианты отображения пользовательского интерфейса на экране телевизора и чем отличаются эти варианты? Существуют два основных, совершенно разных подхода реализации системы Middleware (см. рисунок 14).

Первый основан на web-технологиях. В таком случае на приставке работает браузер, предлагаемый (за отдельную плату) заводом–изготовителем приставки. Он отображает генерируемую сервером web-страницу пользовательского интерфейса. Средства взаимодействия с плеером – java script.

Второй подход заключается в том, что с приставки удаляется заводской софт, устанавливается операционная система, под которой графический интерфейс управления интерактивным ТВ – это уже отдельное, самостоятельное нативное приложение. Рассмотрим эти два подхода подробнее, разберемся в плюсах и минусах каждого из них.