Статья опубликована в №4 (декабрь) 2013
Разделы: Информационные технологии, Телекоммуникации
Размещена 06.12.2013. Последняя правка: 06.12.2013.
Просмотров - 6629

IP-телевидение. Режимы передачи

Многолетняя Марина Николаевна

нет

нет

нет

УДК 004.032.6

Если говорить о преимуществах IPTV перед остальными видами телевидения (спутниковым, кабельным, эфирным) с точки зрения обычного пользователя, то можно отметить следующее: естественно, это просмотр большого количества каналов в требуемом качестве, интерактивность и интеграция видеоуслуг, а так же наличие широкого набора дополнительных сервисов.

Помимо основных, IPTV может включать в базовый пакет услуг ряд дополнительных сервисов (видеотелефония, информационные порталы, игры и т.д.). Это, возможно, на основе унификации и стандартизации различных оконечных устройств, интеграции голоса, видео и данных на основе IP - протокола и предоставления услуг на единой технологической платформе [4].

Если говорить о спектре услуг IPTV, то его можно условно разделить на две группы: персональные и общего пользования. Первая группа предоставляется конкретному подписчику. К ним можно отнести Video on Demand (VoD) – видео по запросу. Система индивидуальной доставки телевизионных программ и фильмов цифровой, кабельной или спутниковой телевизионной сети. Фильм можно в любое время заказать из каталога, при этом часто поддерживаются дополнительные функции, так называемое Time Shifted TV: перемотка, пауза, закладки. Еще одним представителем является Network Personal Video Recorder (NPVR) – сетевой персональный видеомагнитофон, который позволяет записать любую из транслируемых телепередач и посмотреть сколько угодно раз в удобное время, а также стереть. Electronic Program Guide (EPG) – электронный телегид представляет собой экранное меню, отображающее расписание теле или радиопрограмм с возможностью интерактивной навигации контента по времени, названию, каналу, жанру и т. д. при помощи пульта дистанционного управления.

 К массовым услугам относится, прежде всего, просмотр какого-либо канала или только определенной передачи (абонент оплачивает, например, только то время, в течение которого транслируется какая-либо интересная ему программа, а в другие часы его телевизор может быть выключен). Еще одна услуга – это «виртуальный кинотеатр». Один за другим, по расписанию, контент – провайдер выпускает в эфир популярные фильмы, а пользователь выбирает удобное для себя время и покупает интересующий его сеанс. К массовым услугам можно отнести и предоставление какой–либо справочной информации на экране телевизора – прогноза погоды или курса валют [1,4].

Для реализации данных услуг оператор использует следующие режимы передачи информации в IP сети: unicast, broadcast и multicast. Понимание разницы между этими методами является очень важным для выделения преимуществ IP–телевидения и для практической организации трансляции видео в IP–сети.

Каждый из этих трех методов передачи использует различные типы назначения IP–адресов в соответствии с их задачами и имеется большая разница в степени их влияния на объем потребляемого трафика.

Unicast трафик (индивидуальный) используется, прежде всего, для сервисов «персонального» характера. Каждый абонент может запросить персональный видео–контент в произвольное, удобное ему время. В unicast пакетах адреса хостов назначаются двум конечным устройствам и используются как IP адрес источника и IP адрес получателя. В качестве IP адреса назначения используется конкретный IP адрес устройства, для которого этот пакет предназначен. Данный адрес состоит из порции адреса сети (в которой находится это устройство) и порции адреса хоста (определяющей это конкретное устойчиво в его сети). Это все приводит к возможности маршрутизации unicast пакетов по всей сети в целом.

В течение процесса инкапсуляции передающий хост размещает свой IP адрес в заголовок unicast пакета в виде адреса источника, а IP адрес принимающего хоста размещается в заголовке в виде адреса получателя. Используя эти два IP адреса, пакеты unicast могут передаваться через всю сеть (т.е. через все подсети). Рисунок 1.1 отражает характер передачи трафика данной технологии.

Технология Unicast предполагает, что каждый пользователь запрашивает с сервера индивидуальный видеопоток. С технической точки зрения не важно, что разные пользователи смотрят один и тот же телеканал, под каждого из них выделяются отдельные ресурсы сети. Для провайдера это означает, что нагрузка на сеть напрямую зависит от количества зрителей, и с ростом аудитории такая технология теряет свои преимущества.

Рисунок 1.1 – Передача трафика по технологии IP – Unicast.

Режим broadcast используется для передачи данных из одного источника ко всем получателям в заданной подсети, например, когда хосту необходимо передать какую-то информацию всем хостам в сети или когда адрес специальных сервисов (служб) или устройств заранее неизвестен, то для обнаружения также используется широковещание.

Когда же хосту нужна информация, он отправляет запрос на широковещательный адрес. Все остальные хосты в сети получат и обработают этот запрос. Один или несколько хостов ответят (по технологии unicast) на данный запрос и внесут запрашиваемую информацию.

В отличие от unicast передачи, где пакеты могут быть маршрутизированы через всю сеть, broadcast пакеты, как правило, ограничиваются локальной сетью. Это ограничение зависит от настройки маршрутизатора, который ограничивает сеть и следит за типом широковещания. На рисунке 1.2  показан характер передачи трафика данной технологии.

Рисунок 1.2 – Передача трафика по технологии IP – Broadcast.

Существует два типа широковещательной передачи данных: направленное и ограниченное.

Направленный broadcast отправляется всем хостам какой–то конкретной сети. Данный тип широковещания удобно использовать для отправки трафика всем хостам за пределами локальной сети.

Ограниченный broadcast используется для передачи данных всем хостам в локальной сети. В такие пакеты в качестве пункта назначения вставляется IP адрес 255.255.255.255. Маршрутизаторы такой широковещательный трафик не передают. Пакеты, переданные ограниченным широковещанием, будут распространяться только в локальной сети. Маршрутизаторы образуют границу, без которой пакеты бы распространялись по всей сети, каждому хосту, уменьшая быстродействие сетевых устройств и забивая пропускную способность каналов связи.

Если передавать видео в режиме broadcast, то все пользователи, находящиеся в одной подсети, вынуждены будут смотреть только этот канал. Поэтому данный режим применяется только для передачи каких-либо служебных сообщений.

И, наконец, режим передачи, который можно назвать самым важным в IPTV – это multicast. Он предназначен для доставки данных группе абонентов и применяется при организации телетрансляций и других услуг массового пользования. Для идентификации групп каналов используется специально зарезервированный для этих целей диапазон адресов – от 224.0.0.0 до 239.255.255.255 (класс D). Multicast предусматривает передачу информации от источника к абонентским коммутаторам одним потоком, транслируя далее ее только на те порты, которые эту информацию заказывали. Multicast позволяет существенно сэкономить полосу пропускания в транспортной сети, не требуя отдельного потока для каждого канала к каждому зрителю. Конечно, все участвующие в описанном процессе устройства должны поддерживать работу в режиме multicast. Рисунок 1.3 отражает характер передачи трафика данной технологии.

Рисунок 1.3 - Передача трафика по технологии IP – Multicast.

С типом передачи данных multicast, хост источник может отправить всего один пакет, который может достичь тысячи хостов получателей.

Примеры multicast передачи данных:

• видео и аудио рассылка;
• обмен информацией о маршрутах, используемый в маршрутизируемых протоколах;
• распространение программного обеспечения;
• ленты новостей.

Хосты, которые хотят получить определенные multicast данные, называются multicast клиентами, которые используют сервисы инициированные (начатые) клиентскими программами для рассылки multicast данных группам.

Каждая multicast группа представляет собой один multicast IP адрес назначения. Когда хост рассылает данные для группы, хост помещает multicast IP адрес в заголовок пакета (в раздел пункта назначения) [2].

Естественно, самым эффективным способом передачи трафика IPTV является multicast. Основными условиями, необходимыми для качественного оказания сервиса операторами связи, внедряющими multicast-доставку видео на своей сети являются:

1. Гарантированная полоса пропускания.
2. Малая задержка распространения.
3. Небольшая вариация задержки (DF).
4. Передача трафика с наименьшим количеством потерь.

При этом возникают и следующие задачи:

1. Сохранение простоты эксплуатации сети.
2. Оптимизация нагрузки.
3. Минимизация времени обнаружения и устранения аварийных ситуаций.

На данный момент пока не существует универсального способа решения этих задач. Более того, применяемые методы различаются в зависимости от уровня сети, дизайна и используемого оборудования [3, 5].

1. «Контур-М» Услуги IPTV. URL: http://www.konturm.ru/tech.php?id=iptvus (дата обращения 03.12.2013)
2. Сайт infocisco.ru [Электронный курс].URL:http://infocisco.ru/types_communication.html (дата обращения 03.12.2013)
3. Сайт online.all-over-ip.ru [Электронный курс]. Передача видео Multicast: простые решения сложных проблем. URL: http://online.all-over-ip.ru/2012/articles/!/peredacha-video-multicast-prostye-resheniya-slozhnyh-problem (дата обращения 04.12.2013)
4. «Телемультимедиа» интернет - журнал по широкополосным сетям и мультимедийным технологиям. URL: http://www.telemultimedia.ru/art.php?id=287 (дата обращения 02.12.2013)
5. «Телемультимедиа» интернет-журнал по широкополосным сетям и мультимедийным технологиям. URL: http://www.telemultimedia.ru/art.php?id=412 (дата обращения 05.12.2013)

Рецензии:

6.12.2013, 16:26 Назарова Ольга Петровна
Рецензия: Рекомендуется к печати.

3.01.2014, 18:31 Лаврентьев Владимир Владимирович
Рецензия: Рекомендуется к печати.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий