Форматы сжатия семейства MPEG

Технология IP-TV

Термин IP-TV объединяет мультимедийные и интерактивные услуги, которые могут быть доставлены по IP-протоколу через сеть оператора связи на телевизор (ТВ-приемник) абонента с использованием специализированного абонентского устройства – STB (Set Top Box) для оператора с проводной инфраструктурой или на мобильный терминал абонента для операторов сотовой связи. Услуги IP-TV обладают свойствами, такими как массовость, простота восприятия, делающих их очень привлекательными для внедрения:

· услуги предоставляются абонентам через домашний телевизор с использованием STB или мобильный терминал, работающий в сетях 3G;

· телевизор, как и мобильный терминал, привычен и интуитивно понятен пользователям, при этом для пользования услугами не требуется устанавливать программное обеспечение или проходить обучение;

· услуги IP-TV легко масштабируемы и за счет централизованного управления услугами, любая новая запущенная услуга автоматически может быть доступной всем абонентам.

IP-TV может быть универсальной услугой и, за счет предоставления различного по тематике контента, быть интересной различным целевым аудиториям:

· бизнес ориентированные пользователи с интересом будут потреблять новостные и информационные каналы, бизнес информацию на Интернет сайтах;

· домохозяйки будут заинтересованы в сериалах и доступе;

· молодежь проявит интерес к интерактивным и развлекательным услугам (общение через форумы, чаты / ведение блогов / просмотр музыкальных каналов).

Услуги IP-TV можно разделить на услуги мультимедиа и интерактивные услуги.

К услугам мультимедиа относятся:

· цифровое вещательное телевидение и радио;

· получение контента, в частности, фильмов, по запросу;

· услуги, обеспечивающие расширенные возможности управления и пользования услугами телевидения, радио, получения контента по запросу.

К интерактивным услугам, предоставляемым через телевизор и STB, относятся:

· доступ в Интернет, игры;

· общение посредством форумов, чатов, пейджеров, e-mail.

Трансляция спутниковых и местных телевизионных каналов с разделением на пакеты (цифровое телевидение) и поддержкой дополнительных сервисов:

· электронная программа передач (EGP);

· сетевой видеомагнитофон с возможностью записи абонентом любой программы на сетевой видеосервер по команде с дистанционного пульта управления, или по предварительному заказу через EPG;

· возможность кратковременной «остановки» трансляции с последующим возобновлением с места остановки вещание радио передач, принимаемых со спутников или от местных радиостанций.

Преимуществами услуги являются:

· для запуска услуги необходимо решение в минимальной конфигурации;

· вещание осуществляется в режиме multicast, что позволяет оптимально использовать полосу пропускания канала.

Получение видео/аудио контента по запросу «Video on Demand», в рамках которого оператор создает библиотеку контента. Преимуществом услуги является:

· предоставление абоненту выбора контента;

· возможность сбора и анализа информации о запросах с целью изучения приоритетов у абонентов.

Оптимальный вариант оплаты за данные услуги – оплата за каждое обращение к услуге.

В случае покупки музыкальных произведений, условия оплаты могут предусматривать оплату за альбом/плейлист и др. После заказа услуги, например, просмотра фильма, с лицевого счета списывается плата за фильм, и в течение определенного срока, например 48 часов, абонент может просмотреть данный фильм. Разновидностью услуг VOD является услуга SVOD (subscription VOD), которая подразумевает доступ к тематическому контенту, например, сериалам на основании подписки, т.е. в течении длительного времени без ограничения количества обращений. Оптимальный вариант оплаты за услугу – абонентская плата.

Виртуальный кинозал (NearVOD) - многоадресное вещание медиаконтента, при этом программу вещания составляет оператор связи на основе собственной библиотеки.

Данная услуга сочетает свойства услуг VOD и вещательного телевидения. Программа, составляемая оператором, может в наибольшей степени отвечать ожиданиям абонентов, а вещание осуществляется в режиме рассылки multicast.

Оплата за услуги может взиматься как в виде абонентской платы за длительный период пользования, например, месяц доступа, так и за обращение к услуге, например, за просмотр двух выбранных фильмов.

Данный подход удобен для оплаты как постоянным пользователям услуги, так и тем абонентам, которые хотят воспользоваться разовой услугой и оценить ее с целью использования в будущем.

Сетевой видеомагнитофон (nPVR - network personal video recorder) позволяет абонентам через EPG (электронную программу передач) заказывать запись любой передачи любого разрешенного канала. В дальнейшем абонент может в разделе «Мои записи» обращаться к записанным передачам и вызывать их на экран телевизора для просмотра. Следует отметить, что запись передачи осуществляется с использованием сетевых ресурсов оператора связи, и абоненту, желающему получить данную услугу, не требуется никаких дополнительных технических средств, ему достаточно лишь активизировать услугу.

Телевидение по запросу (TVOD -TV on demand) объединяет определенную категорию сервисов, позволяющих сделать услугу IP-TV более удобной и персонализированной для абонента.

PVR – реализация записи по нажатию абонентом кнопки «record» на пульте дистанционного управления. В результате осуществляется запись не конкретной передачи, а временного интервала между нажатиями кнопок «record» и «stop».

PLTV (Pause Live TV) – пауза прямого эфира. Данный сервис позволяет абоненту в любое время прямой трансляции нажать кнопку «pause» на пульте дистанционного управления и остановить трансляцию. Трансляция может быть продолжена по нажатию кнопку «play» с места остановки.

Start Over (program restart) – перезапуск программы. Данный сервис позволяет, нажав всего лишь единственную клавишу, начать текущую программу с начала.

TSTV (Time shifted TV) – телевидение со сдвигом во времени. Это наиболее широкая реализация всех «PVR-based» сервисов. TSTV позволяет в любой момент нажать во время прямой трансляции кнопку «rewind» и «перемотать» телеканал на любое время назад (10 минут, час и т.д.).

Таким образом, реализуется концепция IP-TV - просмотр «чего угодно и когда угодно».

Услуги повышают привлекательность основных услуг и оплата за услуги должна включаться в стоимость основных услуг. При этом оператор связи может предлагать абонентам два пакета услуг: недорогой пакет услуг без услуг TVOD и дорогой пакет услуг с включенными в него услугами TVOD. Этот принцип формирования услуг успешно внедрено РУП «Белтелеком» путем создания двух тарифных пакетов «Просто TV» и «Премьера».

Однопользовательские и многопользовательские простые игры, например, тетрис, арканоид. В данном случае оппонентом для абонента является сервер. Для игры абонент использует пульт дистанционного управления.

Многопользовательские игры на базе игровых платформ, например, Counter Strike, Quake. В данном случае абоненты играют друг с другом, и взаимодействие абонентов осуществляется через игровой сервер. Для игры абонент может использовать клавиатуру или джойстик, подключаемые к STB-устройству.

Игры являются эффективным инструментом привлечения пользователей возрастной категории от 10 до 20 лет, и плата за доступ к игровым ресурсам для данной целевой аудитории должна быть минимальной. Стоимость игр может быть максимальной на играх для взрослых или в случае оплаты участия в турнирах с призами.

Развитие услуг IP-TV включает комплекс мер, нацеленных на:

· изучение интересов целевой аудитории в регионе оператора;

· переработку пакета документов: описание продуктов и услуг, тарифные сетки, инструкции пользования услугой, типовые договоры на оказание услуг;

· формирование новых моделей продаж услуги/продукта, описание оптимальных механизмов продвижения продукта/услуги;

· обучение персонала работе с решением, участие в техническом обеспечении формирования каналов сбыта продуктов/услуг, запуск и проведение рекламных акций;

· совместное отслеживание запросов по услуге с целью внесения изменений в существующие схему оказания услуги, а так же формирования и развития новых сервисов.

Документы составляются согласно требованиям ГОСТ и соответствуют требованиям оператора к предоставлению услуг и их тарификации.

Техническая поддержка решения и/или услуг состоит из набора услуг, который включает:

· гарантийную поддержку – гарантийное обслуживание технических средств, направленное на обеспечение их бесперебойного функционирования;

· технологическую поддержку - обслуживание, направленное на решение задач работоспособности технических средств, не обеспеченных гарантийной поддержкой;

· консультации в вопросах эксплуатации, конфигурации и модернизации технических средств. При необходимости к консультациям привлекаются специалисты компаний-вендоров;

· информационную поддержку – информирование о появлении нового оборудования, программ, драйверов;

· техническое консультирование – повышение квалификации специалистов оператора работе с техническими средствами решения [3, 6, 7].

   

 

Архитектура комплекса IP-TV

Архитектура решения IP-TV зависит от архитектуры магистральной сети и сети доступа оператора связи и обычно имеет распределенную структуру.

Архитектура комплекса IP-TV как правило включает в себя следующие составляющие:

· Головная станция;

· Студия подготовки контента;

· Подсистема защиты контента;

· Подсистема учета услуг;

· Подсистема управления комплексом (Middleware);

· Подсистема видеосерверов;

· Подсистема анализа видеопотоков.

Доставка контента до клиентского оборудования осуществляется поверх IP-сети оператора.

Головная станция

Головная станция - важный компонент решения IP-TV при построении услуг цифрового телевидения. Головная станция является программно-аппаратным комплексом, который обеспечивает прием сигнала от радио и телевизионных станций и спутников, обеспечивает раскодирование и демультиплексирование цифровых сигналов и MPEG-кодирование аналоговых сигналов с последующим мультиплексированием подготовленных материалов в IP-потоки.

Основными источниками широковещательного контента являются телеканалы, транслируемые со спутников.

Стандартная головная станция состоит из:

· антенного поста, в задачи которого входит прием радио-сигналов с выбранных спутников;

· приемников-декрипторов, в задачи которых входит демодулирование полученных сигналов и декриптование закрытых каналов;

· мультиплексора–стримера, занимающегося формированием транспортных потоков, содержащих требуемые телеканалы с необходимыми аудио компонентами (дорожками) и стримингом этих каналов в IP-сеть. На мультиплексоре также можно активировать функцию трансрейтинга, позволяющую при необходимости «зажать» битрейт телеканала перед его транслированием в сеть. Мультиплексор может быть использован для приема, обработки и стриминга телеканалов, полученных по IP-сети от других операторов;

·  Кодера, он необходимый для кодирования аналоговых телеканалов, получаемых от местных телекомпаний, или для кодирования любого другого контента, получаемого в аналоговом виде.

В итоге, на выходе головной станции формируются потоки в форме многоадресной передачи (multicast), что позволяет использовать одну головную станцию для предоставления услуг одновременно на всех узлах сети без ограничения количества подключенных к услуге абонентов.

Студия подготовки контента

В задачи студии входит приведение фильмов, трейлеров и видеоклипов к форме, пригодной для использования в IP-TV-решении. Под этой формой понимаются видео- и аудиоформаты и их характеристики, а также формат транспортного потока. На сегодняшний день в IP-TV стандартами де-факто для видео являются формат MPEG2 и более совершенный формат MPEG4. Выбор аудиоформатов несколько шире: MP3, AAC, многоканальные AC3 и DD5.1.

При формировании студийного комплекса учитывается формат и форма носителей, на которых поставляется контент. Это могут быть файлы в различных видеоформатах: DVD, Blu-ray, HD-DVD носители, видеокассеты с цифровой или аналоговой записью. Оборудование студии позволяет преобразовать контент из большинства цифровых или аналоговых форматов и получить на выходе файл с требуемыми параметрами.

 

Подсистема защиты контента

Под защитой подразумевается комплекс мер, препятствующих нелегальным просмотру или копированию контента. Фактически у системы защиты две задачи: зашифровать контент с помощью стойких к взлому алгоритмов и контролировать использование зашифрованного контента и ключей дешифрования.

Ядро подсистемы отвечает за генерацию и смену ключей шифрования, аутентификацию и авторизацию абонентских устройств.

Модуль on - line скремблирования шифрует телеканалы в реальном времени и ретранслирует их в закрытом виде.

Модуль of - line скремблирования шифрует видеофайлы перед их размещением на видеосерверах комплекса.

Система CAS/DRM осуществляет шифрацию аудио- и видеоматериалов, при этом доступ к материалам абонентам разрешается по авторизации абонентов собственными средствами CAS/DRM или средствами других систем – мiddleware, биллинг. В качестве средств авторизации используются программные ключи и самые современные и надежные алгоритмы. Дешифрация аудио- и видеоматериалов осуществляется непосредственно на стороне абонента посредством STB.

Подсистема учета услуг

В привычном понимании это биллинг, благодаря которому оператор имеет возможность учитывать и тарифицировать услуги, оказанные своим абонентам.

Подсистема видеосерверов

Основная задача подсистемы — стриминг контента в режиме «по запросу» (Video on Demand). Вещание производится в форме одноадресной передачи (unicast); для управления вещанием используется протокол RTSP, позволяющий реализовать такие привычные абоненту функции, как перемотка вперед и назад, пауза и просмотр фильма с начала.

Вторая, не менее важная задача подсистемы, это запись транслируемых по сети телеканалов для последующего просмотра (nPVR).

Трафик с видеосерверов в сторону абонентов в основном имеет unicast-характер, из-за чего нагрузка на магистральный сегмент сети оператора, когда сотни и тысячи абонентов запрашивают контент с одного видеосервера, может быть очень велика. Для устранения подобных проблем часть видеосерверов перемещают в сеть доступа, ближе к абонентам, а контент реплицируется с центральных серверов на пограничные.

И третья задача подсистемы — формирование собственной сетки вещания контента в режиме multicast, реализуя тем самым услугу виртуального кинотеатра (nVOD) или собственного телеканала.

Подсистема мониторинга

Задача подсистемы — постоянно анализировать видеопотоки, транслируемые по сети, для выявления возможных проблем с качеством предоставляемых услуг на ранней стадии. Подсистема состоит из анализаторов, подключенных во всех критических точках сети, начиная с головной станции и заканчивая оборудованием доступа абонентов, и центрального сервера, управляющего анализаторами и собирающего с них статистику.

Абонентские приставки

Абонентские приставки (STB), устанавливаемые у абонента дома, являются шлюзом между IP-сетью оператора и, собственно, абонентами. В зависимости от степени сложности, STB имеют несколько выходных видео интерфейсов (от аналогового композитного до цифрового HDMI), несколько аудио интерфейсов (стереопара RCA и цифровой S/PDIF) и интерфейс Ethernet для подключения к сети оператора.

Именно абонентская приставка определяет допустимые в системе форматы вещания видео и аудио. На приставке воспроизводится графический интерфейс пользователя, а от ее быстродействия в том числе зависит быстродействие системы IP-TV в целом — с точки зрения конечного абонента.

Структурная схема архитектуры комплекса IP-TV представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Структурная схема архитектуры комплекса IP - TV

    2.4 Уровни коммутации

Развитие сетей шло по нескольким путям:

· увеличение скорости,

· внедрение сегментирования на основе коммутации,

· объединение сетей при помощи маршрутизации.

Большую эффективность в работе сети принесло сегментирование сетей с использованием технология коммутации пакетов. Коммутация наиболее действенна в следующих вариантах:

Коммутация первого уровня

Термин " коммутация первого уровня" в современной технической литературе практически не описывается. Для начала дадим определение, с какими характеристиками имеет дело физический или первый уровень модели OSI:

Физический уровень определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и дезактивации физического канала между конечными системами. Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики.

Смысл коммутации на первом уровне модели OSI означает физическое (по названию уровня) соединение. Из примеров коммутации первого уровня можно привести релейные коммутаторы некоторых старых телефонных и селекторных систем. В более новых телефонных системах коммутация первого уровня применяется совместно с различными способами сигнализации вызовов и усиления сигналов. В сетях передачи данных данная технология применяется в полностью оптических коммутаторах.

Коммутация второго уровня

Рассматривая свойства второго уровня модели OSI и его классическое определение, увидим, что данному уровню принадлежит основная доля коммутирующих свойств.

Канальный уровень (формально называемый информационно-канальным уровнем) обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети, линейной дисциплины (каким образом конечной системе использовать сетевой канал), уведомления о неисправностях, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации.

На самом деле, определяемая канальным уровнем модели OSI функциональность служит платформой для некоторых из сегодняшних наиболее эффективных технологий. Большое значение функциональности второго уровня подчеркивает тот факт, что производители оборудования продолжают вкладывать значительные средства в разработку устройств с такими функциями.

Коммутатор позволяет передавать параллельно несколько потоков данных c максимально возможной для каждого потока скоростью. Эта скорость ограничена физической спецификацией протокола, которую также часто называют " скоростью провода". Это возможно благодаря наличию в коммутаторе большого числа центров обработки и продвижения кадров и шин передачи данных.

Коммутаторы локальных сетей в своем основном варианте, ставшем классическим уже с начала 90-х годов, работают на втором уровне модели OSI, применяя свою высокопроизводительную параллельную архитектуру для продвижения кадров канальных протоколов.

Коммутация третьего уровня

Применение аналогичной параллельной архитектуры для продвижения пакетов сетевых протоколов привело к появлению коммутаторов третьего уровня модели OSI. Это позволило существенно, в 10-100 раз повысить скорость маршрутизации по сравнению с традиционными маршрутизаторами, в которых один центральный универсальный процессор выполняет программное обеспечение маршрутизации.

По определению с етевой уровень (третий) - это комплексный уровень, который обеспечивает возможность соединения и выбор маршрута между двумя конечными системами, подключенными к разным " подсетям", которые могут находиться в разных географических пунктах. В данном случае " подсеть" это, по сути, независимый сетевой кабель (иногда называемый сегментом).

Коммутация на третьем уровне - это аппаратная маршрутизация. Традиционные маршрутизаторы реализуют свои функции с помощью программно-управляемых процессоров, что будем называть программной маршрутизацией. Традиционные маршрутизаторы обычно продвигают пакеты со скоростью около 500000 пакетов в секунду. Коммутаторы третьего уровня сегодня работают со скоростью до 50 миллионов пакетов в секунду. Возможно и дальнейшее ее повышение, так как каждый интерфейсный модуль, как и в коммутаторе второго уровня, оснащен собственным процессором продвижения пакетов. Так что наращивание количества модулей ведет к наращиванию производительности маршрутизации. Использование высокоскоростной технологии больших заказных интегральных схем является главной характеристикой, отличающей коммутаторы третьего уровня от традиционных маршрутизаторов. Коммутаторы 3-го уровня делятся на две категории: пакетные (Packet-by-Packet Layer 3 Switches, PPL3) и сквозные (Cut-Through Layer 3 Switches, CTL3). PPL3 - означает просто быструю маршрутизацию, CTL3 – маршрутизацию первого пакета и коммутацию всех остальных.

IP-TV: абонентская сторона

Для пользования услугами IP-TV абоненту необходимо подключить приставку к телевизору.

Абонентские устройства (STB, Set Top Box) – это портативный компьютер, в который встроен специфический браузер и набор программ для приема и декодирования видео потока. Управление видео потоком происходит с помощью вызова команд из JavaScript. У устройства есть 2 основных разъема: для подключения к локальной сети (к модему) и выход на телевизор. Управление интерфейсом происходит с помощью пульта дистанционного управления.

Внешний вид абонентского оборудования представлен на рисунке 2.2

 

Рисунок 2.2 - Внешний вид абонентской приставки

Проводной способ подключения приставки представлен на рисунке 2.3. В данной схеме ADSL модем, телефонный аппарат и сплиттер связаны между собой телефонным кабелем типа ТС4-26Т-G; ADSL модем, компьютер и STB – кабелем типа RJ-45; телевизор подключается к приставке через кабель типа SCART-3RCA.

Также возможно беспроводное подключение (рисунок 2.4): обмен данными между ADSL модемом и абонентской приставкой осуществляется по технологии WiFi, что несомненно удобно для абонента.

 

Рисунок 2.3 – Проводная схема подключения абонентской приставки

Рисунок 2.4 – Беспроводная схема подключения абонентской приставки

Такие варианты возможны, если приставка поддерживает подключение двух телевизоров. На данный момент абонентам при подключении услуг IP-TV в РУП «Белтелеком» в пользование выдаются приставки, поддерживающие подключение одного телевизора.

При желании абонента подключить несколько телевизоров, организуются следующие варианты включения (рисунок 2.5, 2.6).

Рисунок 2.5 - Схема подключения нескольких телевизоров через один модем

В данном случае используются две абонентские приставки и один ADSL- модем.

Минусами такого подключения являются:

· большая стоимость, так как абонентская плата увеличивается вдвое;

· увеличение помех, если одновременно смотреть телевизоры и пользоваться широкополосным Интернетом;

· увеличение кабелей проводки телефонной распределительной сети внутри помещений дома абонента.

 

Рисунок 2.6 - Схема подключения нескольких телевизоров при подключении через прямую связь

При таком способе подключения используются два ADSL-модема и две приставки. Такой вариант включения решает проблемы ограничения скорости ADSL- модемов, но такой способ является более затратным, так как абоненту придется платить за организацию прямой связи помимо двойной абонентской платы.

При опытной эксплуатации установлено, что услуга предоставляется некачественно (пропадает сигнал, замирает картинка и прочее) в случае использования некоторых марок ADSL модемов, таких как ZTE, Dlink. Наилучшими характеристиками при эксплуатации для предоставления услуг IP-TV обладают модемы фирмы ZyXEL.

На примере модема ZyXEL P-660HT2EE на рисунке 2.7 показано подключение телевизора и прочих устройств.

Рисунок 2.7 - Схема подключения оборудования для доступа к услугам Internet и IP-TV

При правильном подключении всех составляющих приставка автоматически получает сетевой адрес от DHCP сервера. Абоненту остаётся только ввести номер договора и пароль (рисунок 2.8)

Рисунок 2.8 - Окно ввода данных абонента

Интерфейс понятный и простой в эксплуатации, сервис управляется пультом дистанционного управления (рисунки 2.9, 2.10)

 

Рисунок 2.9 - Интерфейс меню услуги IP - TV от РУП «Белтелеком»

Рисунок 2.10 – Интерфейс программы телепередач

Начальный экран входа в систему, выдаваемый пользователю, представляет собой экран портала, иллюстрирующий доступные услуги, который динамически обновляется по мере добавления новых приложений и функций.

Технология IP-TV

Термин IP-TV объединяет мультимедийные и интерактивные услуги, которые могут быть доставлены по IP-протоколу через сеть оператора связи на телевизор (ТВ-приемник) абонента с использованием специализированного абонентского устройства – STB (Set Top Box) для оператора с проводной инфраструктурой или на мобильный терминал абонента для операторов сотовой связи. Услуги IP-TV обладают свойствами, такими как массовость, простота восприятия, делающих их очень привлекательными для внедрения:

· услуги предоставляются абонентам через домашний телевизор с использованием STB или мобильный терминал, работающий в сетях 3G;

· телевизор, как и мобильный терминал, привычен и интуитивно понятен пользователям, при этом для пользования услугами не требуется устанавливать программное обеспечение или проходить обучение;

· услуги IP-TV легко масштабируемы и за счет централизованного управления услугами, любая новая запущенная услуга автоматически может быть доступной всем абонентам.

IP-TV может быть универсальной услугой и, за счет предоставления различного по тематике контента, быть интересной различным целевым аудиториям:

· бизнес ориентированные пользователи с интересом будут потреблять новостные и информационные каналы, бизнес информацию на Интернет сайтах;

· домохозяйки будут заинтересованы в сериалах и доступе;

· молодежь проявит интерес к интерактивным и развлекательным услугам (общение через форумы, чаты / ведение блогов / просмотр музыкальных каналов).

Услуги IP-TV можно разделить на услуги мультимедиа и интерактивные услуги.

К услугам мультимедиа относятся:

· цифровое вещательное телевидение и радио;

· получение контента, в частности, фильмов, по запросу;

· услуги, обеспечивающие расширенные возможности управления и пользования услугами телевидения, радио, получения контента по запросу.

К интерактивным услугам, предоставляемым через телевизор и STB, относятся:

· доступ в Интернет, игры;

· общение посредством форумов, чатов, пейджеров, e-mail.

Трансляция спутниковых и местных телевизионных каналов с разделением на пакеты (цифровое телевидение) и поддержкой дополнительных сервисов:

· электронная программа передач (EGP);

· сетевой видеомагнитофон с возможностью записи абонентом любой программы на сетевой видеосервер по команде с дистанционного пульта управления, или по предварительному заказу через EPG;

· возможность кратковременной «остановки» трансляции с последующим возобновлением с места остановки вещание радио передач, принимаемых со спутников или от местных радиостанций.

Преимуществами услуги являются:

· для запуска услуги необходимо решение в минимальной конфигурации;

· вещание осуществляется в режиме multicast, что позволяет оптимально использовать полосу пропускания канала.

Получение видео/аудио контента по запросу «Video on Demand», в рамках которого оператор создает библиотеку контента. Преимуществом услуги является:

· предоставление абоненту выбора контента;

· возможность сбора и анализа информации о запросах с целью изучения приоритетов у абонентов.

Оптимальный вариант оплаты за данные услуги – оплата за каждое обращение к услуге.

В случае покупки музыкальных произведений, условия оплаты могут предусматривать оплату за альбом/плейлист и др. После заказа услуги, например, просмотра фильма, с лицевого счета списывается плата за фильм, и в течение определенного срока, например 48 часов, абонент может просмотреть данный фильм. Разновидностью услуг VOD является услуга SVOD (subscription VOD), которая подразумевает доступ к тематическому контенту, например, сериалам на основании подписки, т.е. в течении длительного времени без ограничения количества обращений. Оптимальный вариант оплаты за услугу – абонентская плата.

Виртуальный кинозал (NearVOD) - многоадресное вещание медиаконтента, при этом программу вещания составляет оператор связи на основе собственной библиотеки.

Данная услуга сочетает свойства услуг VOD и вещательного телевидения. Программа, составляемая оператором, может в наибольшей степени отвечать ожиданиям абонентов, а вещание осуществляется в режиме рассылки multicast.

Оплата за услуги может взиматься как в виде абонентской платы за длительный период пользования, например, месяц доступа, так и за обращение к услуге, например, за просмотр двух выбранных фильмов.

Данный подход удобен для оплаты как постоянным пользователям услуги, так и тем абонентам, которые хотят воспользоваться разовой услугой и оценить ее с целью использования в будущем.

Сетевой видеомагнитофон (nPVR - network personal video recorder) позволяет абонентам через EPG (электронную программу передач) заказывать запись любой передачи любого разрешенного канала. В дальнейшем абонент может в разделе «Мои записи» обращаться к записанным передачам и вызывать их на экран телевизора для просмотра. Следует отметить, что запись передачи осуществляется с использованием сетевых ресурсов оператора связи, и абоненту, желающему получить данную услугу, не требуется никаких дополнительных технических средств, ему достаточно лишь активизировать услугу.

Телевидение по запросу (TVOD -TV on demand) объединяет определенную категорию сервисов, позволяющих сделать услугу IP-TV более удобной и персонализированной для абонента.

PVR – реализация записи по нажатию абонентом кнопки «record» на пульте дистанционного управления. В результате осуществляется запись не конкретной передачи, а временного интервала между нажатиями кнопок «record» и «stop».

PLTV (Pause Live TV) – пауза прямого эфира. Данный сервис позволяет абоненту в любое время прямой трансляции нажать кнопку «pause» на пульте дистанционного управления и остановить трансляцию. Трансляция может быть продолжена по нажатию кнопку «play» с места остановки.

Start Over (program restart) – перезапуск программы. Данный сервис позволяет, нажав всего лишь единственную клавишу, начать текущую программу с начала.

TSTV (Time shifted TV) – телевидение со сдвигом во времени. Это наиболее широкая реализация всех «PVR-based» сервисов. TSTV позволяет в любой момент нажать во время прямой трансляции кнопку «rewind» и «перемотать» телеканал на любое время назад (10 минут, час и т.д.).

Таким образом, реализуется концепция IP-TV - просмотр «чего угодно и когда угодно».

Услуги повышают привлекательность основных услуг и оплата за услуги должна включаться в стоимость основных услуг. При этом оператор связи может предлагать абонентам два пакета услуг: недорогой пакет услуг без услуг TVOD и дорогой пакет услуг с включенными в него услугами TVOD. Этот принцип формирования услуг успешно внедрено РУП «Белтелеком» путем создания двух тарифных пакетов «Просто TV» и «Премьера».

Однопользовательские и многопользовательские простые игры, например, тетрис, арканоид. В данном случае оппонентом для абонента является сервер. Для игры абонент использует пульт дистанционного управления.

Многопользовательские игры на базе игровых платформ, например, Counter Strike, Quake. В данном случае абоненты играют друг с другом, и взаимодействие абонентов осуществляется через игровой сервер. Для игры абонент может использовать клавиатуру или джойстик, подключаемые к STB-устройству.

Игры являются эффективным инструментом привлечения пользователей возрастной категории от 10 до 20 лет, и плата за доступ к игровым ресурсам для данной целевой аудитории должна быть минимальной. Стоимость игр может быть максимальной на играх для взрослых или в случае оплаты участия в турнирах с призами.

Развитие услуг IP-TV включает комплекс мер, нацеленных на:

· изучение интересов целевой аудитории в регионе оператора;

· переработку пакета документов: описание продуктов и услуг, тарифные сетки, инструкции пользования услугой, типовые договоры на оказание услуг;

· формирование новых моделей продаж услуги/продукта, описание оптимальных механизмов продвижения продукта/услуги;

· обучение персонала работе с решением, участие в техническом обеспечении формирования каналов сбыта продуктов/услуг, запуск и проведение рекламных акций;

· совместное отслеживание запросов по услуге с целью внесения изменений в существующие схему оказания услуги, а так же формирования и развития новых сервисов.

Документы составляются согласно требованиям ГОСТ и соответствуют требованиям оператора к предоставлению услуг и их тарификации.

Техническая поддержка решения и/или услуг состоит из набора услуг, который включает:

· гарантийную поддержку – гарантийное обслуживание технических средств, направленное на обеспечение их бесперебойного функционирования;

· технологическую поддержку - обслуживание, направленное на решение задач работоспособности технических средств, не обеспеченных гарантийной поддержкой;

· консультации в вопросах эксплуатации, конфигурации и модернизации технических средств. При необходимости к консультациям привлекаются специалисты компаний-вендоров;

· информационную поддержку – информирование о появлении нового оборудования, программ, драйверов;

· техническое консультирование – повышение квалификации специалистов оператора работе с техническими средствами решения [3, 6, 7].

   

 

Форматы сжатия семейства MPEG

Все форматы сжатия семейства MPEG (MPEG 1, MPEG 2, MPEG 4, MPEG 7) используют высокую избыточность информации в изображениях, разделенных малым интервалом времени. Между двумя соседними кадрами обычно изменяется только малая часть сцены – например, происходит плавное смещение небольшого объекта на фоне фиксированного заднего плана. В этом случае полная информация о сцене сохраняется выборочно – только для опорных изображений. Для остальных кадров достаточно передавать разностную информацию: о положении объекта, направлении и величине его смещения, о новых элементах фона, открывающихся за объектом по мере его движения. Причем эти разности можно формировать не только по сравнению с предыдущими изображениями, но и с последующими (поскольку именно в них по мере движения объекта открывается ранее скрытая часть фона).

Форматы сжатия семейства MPEG сокращают объем информации следующим образом:

- Устраняется временная избыточность видео (учитывается только разностная информация);

- Устраняется пространственная избыточность изображений путем подавления мелких деталей сцены;

- Устраняется часть информации о цветности;

- Повышается информационная плотность результирующего цифрового потока путем выбора оптимального математического кода для его описания.

Форматы сжатия MPEG сжимают только опорные кадры – I-кадры (Intra frame – внутренний кадр). В промежутки между ними включаются кадры, содержащие только изменения между двумя соседними I-кадрами – P-кадры (Predicted frame – прогнозируемый кадр). Для того чтобы сократить потери информации между I-кадром и P-кадром, вводятся так называемые B-кадры (Bidirectional frame – двунаправленный кадр). В них содержится информация, которая берется из предшествующего и последующего кадров. При кодировании в форматах сжатия MPEG формируется цепочка кадров разных типов. Типичная последовательность кадров выглядит следующим образом: IBBPBBIBBPBBIBB… Соответственно, последовательность кадров в соответствии с их номерами будет воспроизводиться в следующем порядке: 1423765…

В качестве начального шага обработки изображения форматы сжатия MPEG 1 и MPEG 2 разбивают опорные кадры на несколько равных блоков, над которыми затем производится дискетное косинусное преобразование (DCT). По сравнению с MPEG 1, формат сжатия MPEG 2 обеспечивает лучшее разрешение изображения при более высокой скорости передачи видео данных за счет использования новых алгоритмов сжатия и удаления избыточной информации, а также кодирования выходного потока данных. Также формат сжатия MPEG 2 дает возможность выбора уровня сжатия за счет точности квантования. Для видео с разрешением 352х288 пикселей формат сжатия MPEG 2 обеспечивает скорость передачи до 4 Мбит/с.

По сравнению с MPEG 1, формат сжатия MPEG 2 обладает следующими преимуществами:

- Как и JPEG2000, формат сжатия MPEG 2 обеспечивает масштабируемость различных уровней качества изображения в одном видеопотоке;

- В формате сжатия MPEG 2 точность векторов движения увеличена до 1/2 пикселя;

- Пользователь может выбрать произвольную точность дискретного косинусного преобразования;

- В формат сжатия MPEG 2 включены дополнительные режимы прогнозирования.

Помимо вышеперечисленных улучшений в формат MPEG-2 были введены еще несколько новых нигде ранее не используемых алгоритмов компрессии видеоданных.

Наиболее важные из них - это алгоритмы под названиями Scalable Modes, Spatial scalability, Data Partitioning, Signal to Noise Ratio (SNR) Scalability и Temporal Scalability. Несомненно, эти алгоритмы внесли весьма важный вклад в успех MPEG-2 и заслуживают более подробного рассмотрения.

Scalable Modes - набор алгоритмов, который позволяет определить уровень приоритетов разных слоев видеопотока. Поток видеоданных делится на три слоя - base, middle и high. Наиболее приоритетный на данный момент слой (например, передний план) кодируется в большим битрейтом

Spatial scalability (пространственное масштабирование) - при использовании этого алгоритма, базовый слой кодируется с меньшим разрешением. В дальнейшем полученная в результате кодирования информация ислользуется в алгоритмах предсказания движения более приоритетных слоев.

Data Partitioning (дробление данных) - этот алгоритм дробит блоки размером в 64 элемента матрицы квантования на два потока. Один поток данных, более высокоприоритетный состоит из низкочастотных (наиболее критичные к качеству) компонентов, другой, соответственно менее приоритетный состоит из высокочастотных компонентов. В дальнейшем эти потоки обрабатываются по-разному.

Signal to Noise Ratio (SNR) Scalability (масштабирование соотношения сигна/шум) - при действии этого алгоритма разные по приоритету слои кодируются с разным качеством. Низкоприоритетные слои более дискретизированны, более грубы, соответственно содержат меньше данных, а высокоприоритетный слой содержит дополнительную информацию, которая при декодировании позволяет восстановить высококачественное изображение.

Temporal Scalability (временное масштабирование) - после действия этого алгоритма у низкоприоритетного слоя уменьшается количество ключевых блоков информации, при этом высокоприоритетный слой, напротив содержит дополнительную информацию, которая позволяют восстановить промежуточные кадры используя для предсказания информацию менее приоритетного слоя

У всех этих алгоритмов много общего: все они работаю со слоями потока видеоданных, использование этих алгоритмов позволяет достичь высокого сжатия при практически незаметном ухудшении картинки. MPEG4 использует технологию так называемого фрактального сжатия изображений. Фрактальное (контурно-основанное) сжатие подразумевает выделение из изображения контуров и текстур объектов. Контуры представляются в виде сплайнов (полиномиальных функций) и кодируются опорными точками. Текстуры могут быть представлены в качестве коэффициентов пространственного частотного преобразования.

Диапазон скоростей передачи данных, который поддерживает формат сжатия видео изображений MPEG 4, гораздо шире, чем в MPEG 1 и MPEG 2. Формат сжатия видео изображений MPEG 4 поддерживает широкий набор стандартов и значений скорости передачи данных. MPEG 4 включает в себя методы прогрессивного и чересстрочного сканирования и поддерживает произвольные значения пространственного разрешения и скорости передачи данных в диапазоне от 5 кбит/с до 10 Мбит/с. В MPEG 4 усовершенствован алгоритм сжатия, качество и эффективность которого повышены при всех поддерживаемых значениях скорости передачи данных.

В октябре 1996 года группа MPEG приступила к разработке формата сжатия MPEG 7, призванным определить универсальные механизмы описания аудио и видео информации. Этот формат получил название Multimedia Content Description Interface. В отличие от предыдущих форматов сжатия семейства MPEG, MPEG 7 описывает информацию, представленную в любой форме (в том числе в аналоговой) и не зависит от среды передачи данных. Как и его предшественники, формат сжатия MPEG 7 генерирует масштабируемую информацию в рамках одного описания.

Формат сжатия MPEG 7 использует многоуровневую структуру описания аудио и видео информации. На высшем уровне прописываются свойства файла, такие как название, имя создателя, дата создания и т.д. На следующем уровне описания формат сжатия MPEG 7 указывает особенности сжимаемой аудио или видео информации – цвет, текстура, тон или скорость. Одной из отличительных особенностей MPEG 7 является его способность к определению типа сжимаемой информации. Если это аудио или видео файл, то он сначала сжимается с помощью алгоритмов MPEG 1, MPEG 2, MPEG 4, а затем описывается при помощи MPEG 7. Такая гибкость в выборе методов сжатия значительно снижает объем информации и ускоряет процесс сжатия. Основное преимущество формата сжатия MPEG 7 над его предшественниками состоит в применении уникальных дескрипторов и схем описания, которые, помимо всего прочего, делают возможным автоматическое выделение информации как по общим, так и по семантическим признакам, связанным с восприятием информации человеком. Процедура занесения в каталог и поиска данных находятся вне сферы рассмотрения этого формата сжатия.

Разработка формата сжатия MPEG 21 - это долговременный проект, который называется " Система мультимедийных средств" (Multimedia Framework). Над разработкой этого формата сжатия эксперты начали работать в июне 2000 г. На первых этапах планировалось провести расширение, унификацию и объединение форматов MPEG 4 и MPEG 7 в единую обобщающую структуру. Подразумевалось, что она будет обеспечивать глубокую поддержку управления правами и платежными системами, а также качеством предоставляемых услуг [3].

12345Следующая ⇒

Поделиться: