Что такое IPTV?. IP-телевидением принято называть цифровую технологию многопрограммного интерактивного телевизионного вещания в IP-сети с помощью пакетной передачи видео-данных по IP-протоколу (Video over IP). На практике это выглядит так — головное IPTV оборудование передает, а абонентское оборудование принимает потоковое видео (streaming video).
Этот термин обозначает технологии сжатия, сокращения и буферизации видео-данных, которые позволяют передавать видео в реальном времени через Интернет. Главная особенность потокового видео заключается в том, что при его передаче пользователь не должен ждать полной загрузки файла для того, чтобы его просмотреть. Потоковое видео пересылается непрерывным потоком в виде последовательности IP-пакетов и проигрывается по мере того, как передается на абонентское устройство.
Для просмотра потокового видео используется специальная приставка к телевизору или в современной терминологии Set top Box (STB), который с одной стороны подключен к сети оператора (среда вещания), а с другой — имеет соединение с телевизором. Абонентское устройство STB декодирует видео-данные и выводит расшифрованное видео на экран телевизора.
IPTV Player — IP Television. Playlists with our IP Television Player
Абонент IPTV получает от оператора пакет услуг, важнейшим отличием которых от услуг, предоставляемых классическим кабельным телевидением, является интерактивность, то есть возможность для абонента оперативно выбирать и менять состав услуг, на которые он подписан, и в любой момент заказать дополнительную услугу, например, дополнительный платный просмотр фильма. Конечно, интерактивность может быть реализована и на базе кабельной DVB-C сети с обратным каналом, но такие решения не распространены сколько-нибудь широко. Рассмотрим подробнее состав возможных услуг, которые может предоставить IP-телевидение.
Базовой услугой, прежде всего, является многопрограммная трансляция телевизионных каналов, или собственно IP-телевидение. Здесь могут быть реализованы два варианта просмотра телепрограмм: первый — оператором формируется несколько пакетов телеканалов, из которых зрители могут выбирать желаемый набор, причём каждый пакет имеет свою абонентскую плату; второй — зрители формируют индивидуальные пакеты из каналов, транслируемых оператором; абонентская плата определяется стоимостью выбранных каналов, входящих в индивидуальный пакет. Интерактивность IP-телевидения позволяет предложить абоненту ряд дополнительных услуг.
Услуги IPTV.
Услуга «Почти видео по заказу» или, что намного лучше звучит с маркетинговой точки зрения, «виртуальный кинотеатр» (Near Video on Demand) — это трансляция фильмов с видеосервера оператора c жестко определенным расписанием сеансов, когда абонент покупает удобный ему по времени сеанс для просмотра фильма. Неудобство для абонента состоит в том, что он не может начать просмотр фильма в любой произвольный момент времени. Преимуществом для оператора является использование обычной технологии IP-multicast, которая очень сильно экономит объем трафика в магистральной сети оператора. Подробнее о технологии IP-multicast будет рассказано далее. Для снижения объемов трафика, оператор предоставляет возможность просмотра не очень большого количества фильмов, обычно количество фильмов в «виртуальном кинотеатре» не превышает двух-трех десятков, как правило, это новые фильмы, недавно вышедшие в прокат.
How to update iptv set-top box MAG322/332
Услуга «Видео на заказ» (Video on Demand) – фильм с видеосервера оператора персонально транслируется абоненту в любой произвольно выбранный абонентом момент времени. В отличие от услуги «виртуальный кинотеатр» количество фильмов здесь намного больше и может достигать иногда несколько тысяч. Появляется ряд очень удобных пользовательских функций виртуального видеоплеера – перемотка назад, вперед, пауза. В данном случае объем трафика здесь зависит не от количества фильмов, а от количества пользователей этой услуги, так как используется «персональная» трансляции видеоданных абоненту по технологии IP-адресации «unicast». Подробнее об адресации unicast такжебудет рассказано далее.
Услуга «Персональный видеомагнитофон» (Personal Video Recorder) — на видеосервере оператора абоненту выделяется определенный объем памяти и предоставляется интерфейс с аналогичными видеомагнитофону функциями для цифровой записи и воспроизведения телепередач. Абонент может по своему желанию записывать, стирать, воспроизводить, перематывать свои личные записи. Здесь также используется технология IP-unicast.
Услуга «Платный просмотр» (Pay per View) – покупка и просмотр абонентом отдельно выбранных программ (например, финал чемпионата мира по футболу). Трансляция ведется в режиме реального времени и используется технология IP-multicast.
Услуга «Телевидение со сдвигом по времени» (Time Shifted TV) – абонент покупает услугу просмотра заранее записанных на видеосервере программ. Услуга и реализуемые в ней сервисные функции близки к «видео по заказу». Также используется технология IP-unicast.
Услуги «Сервисы по заказу» (Services on Demand, SoD) – это заказ товаров и услуг на дом, различная справочная информация, расписание транспорта, гостиничный сервис и т.п. Данные услуги близки к аналогичным сервисам в Интернете.
Типовая схема сети IPTV.
 |
На приведенной выше схеме мы видим компоненты IP- TV сети.
1. Компоненты головной аппаратной IP- TV системы, в том числе:
— головная станция;
— система условного доступа;
— видео-серверы;
— серверы биллинговой системы;
— серверы системы менеджмента;
— серверы промежуточного программного обеспечения (middleware);
2. Компоненты опорной (магистральной) транспортной сети, в том числе:
— собственно опорная (backbone) оптическая сеть на базе IP-технологии или технологии ATM;
— высокопроизводительные коммутаторы (маршрутизаторы) с оптическими интерфесами;
3. Транспортный уровень доступа, состоящий, например для случая xDSL сети, из устанавливаемого в помещении АТС головного DSL устройства DSLAM (DSL access multiplexor) и медной пары (телефонной линии), непосредственно заведенной в дом к абоненту.
Основные протоколы IPTV.
Для передачи потокового видео используются ряд сетевых протоколов, из которых важнейшими являются протокол RTSP и протокол IGMP.
RTSP (Real-Time Streaming Protocol) — это протокол, с возможностью контролируемой передачи видео-потока в интернете. Протокол обеспечивает пересылку информации в виде пакетов между сервером и клиентом. При этом получатель может одновременно воспроизводить первый пакет данных, декодировать второй и получать третий.
Протокол из этой же группы RTP (Real-time transport protocol) определяет и компенсирует потерянные пакеты, обеспечивает безопасность передачи контента и распознавание информации. Вместе с RTP работает протокол RTCP (Real-Time Control Protocol). Он отвечает за проверку идентичности отправленных и полученных пакетов, идентифицирует отправителя и контролирует загруженность сети.
Для присоединения к сети или выхода из группы рассылки используется стандартный протокол IGMP (Internet Group Membership Protocol).
Сформированный IPTV головной станцией поток телевизионных каналов представляет собой поток IP-пакетов, передаваемых в сети по отдельному групповому IP-адресу, соответствующему данному телеканалу. Таким образом, вещание нескольких каналов представляет собой формирование нескольких потоков multicast-трафика, когда каждый из каналов однозначно определяется уникальным адресом групповой рассылки.
При использовании MPEG-2 как наиболее распространенного формата цифрового сжатия видео-данных, каждый телевизионный канал занимает в IP-сети от 3,5 до 6 Мбит/с. Сеть оператора загружается телевизионным каналом только в том случае, если имеется подписчик на этот канал, который выбрал его для просмотра, то есть запросил его просмотр в данный момент. Передача выбранного абонентом IP-сети телевизионного канала реализуется на базе технологии IP — multicast или для случая просмотра видео по заказу на базе IP – unicast.
Для обеспечения минимальных задержек и гарантированной скорости передачи видеоданных в IP-сети используется поддержка Quality of Service (QoS), для чего может использоваться, например, известный протокол RSVP (Resource Reservation Protocol), который обеспечивает резервирование необходимой ширины полосы в канале. Используется предоставление маршрутизаторам сети общих характеристики трафика (например, скорость передачи данных, вариабельность). Маршрутизаторы сводят затем воедино запросы на выделение ресурсов на общих участках маршрутов движения видеотрафика. Протокол активно используется маршрутизаторами фирмы Cisco.
Передача Unicast, Broadcast и Multicast трафика.
Существует три основных метода передачи трафика в IP-сетях, это — Unicast, Broadcast и Multicast.
Понимание разницы между этими методами является очень важным для понимания 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 (одноцелевая передача пакетов) используется прежде всего для сервисов «персонального» характера. Каждый абонент может запросить персональный видео-контент в произвольное, удобное ему время.
Unicast трафик направляется из одного источника к одному IP-адресу назначения. Этот адрес принадлежит в сети только одному единственному компьютеру или абонентскому STB как показано на рисунке ниже.
Число абонентов, которые могут получать unicast трафик одновременно, ограничено доступной в магистральной части сети шириной потока (скоростью потока). Для случая Gigabit Ethernet сети теоретическая максимальная ширина потока данных может приближаться к 1 Гб/сек за вычетом полосы, необходимой для передачи служебной информации и технологических запасов оборудования. Предположим, что в магистральной части сети мы можем для примера выделить не более половины полосы для сервисов, которым требуется unicast трафик. Легко подсчитать для случая 5Мб/сек на телевизионный канал MPEG2, что число одновременно получающих unicast трафик абонентов не может превышать 100.
Broadcast трафик (широковещательная передача пакетов) использует специальный IP-адрес, чтобы посылать один и тот же поток данных ко всем абонентам данной IP-сети. Например, такой IP-адрес может оканчиваться на 255, например 192.0.2.255, или иметь 255 во всех четырех полях (255.255.255.255).
Важно знать, что broadcastтрафик принимается всеми включенными компьютерами (или STB) в сети независимо от желания пользователя. По этой причине этот вид передачи используется в основном для служебной информации сетевого уровня или для передачи другой исключительно узкополосной информации. Разумеется, для передачи видео-данных broadcast трафик не используется. Пример передачи broadcastтрафика показан на рисунке ниже.
Multicast трафик (групповая передача пакетов) используется для передачи потокового видео, когда необходимо доставить видео-контент неограниченному числу абонентов, не перегружая сеть. Это наиболее часто используемый тип передачи данных в IPTV сетях, когда одну и ту же программу смотрят большое число абонентов.
Multicast трафик использует специальный класс IP-адресов назначения, например адреса в диапазоне 224.0.0.0 ….. 239.255.255.255. Это могут быть IP-адреса класса D.
В отличие от unicast трафика, multicast адреса не могут быть назначены индивидуальным компьютерам (или STB). Когда данные посылаются по одному из multicast IP-адресов, потенциальный приемник данных может принять решение принимать или не принимать их, то есть будет абонент смотреть этот канал или нет. Такой способ передачи означает, что головное оборудование IPTV оператора будет передавать один единственный поток данных по многим адресам назначения. В отличие от случая broadcast передачи, за абонентом остается выбор — принимать данные или нет.
Важно знать, что для реализации multicast передачи в IP-сети должны быть маршрутизаторы, поддерживающие multicast. Маршрутизаторы используют протокол IGMP для отслеживания текущего состояния групп рассылки (а именно, членство в той или иной группе того или иного конечного узла сети).
Основные правила работы протокола IGMP следующие:
— конечный узел сети посылает пакет IGMP типа report для обеспечения запуска процесса подключения к группе рассылки;
— узел не посылает никаких дополнительных пакетов при отключении от группы рассылки;
— маршрутизатор m ulticast через определенные временные интервалы посылает в сеть запросы IGMP. Эти запросы позволяют определить текущее состояние групп рассылки;
— узел посылает ответный пакет IGMP для каждой группы рассылки до тех пор, пока имеется хотя бы один клиент данной группы.
Загрузка магистральной части сети multicast трафиком зависит только от числа транслируемых в сети каналов. В ситуации с Gigabit Ethernet сетью, предположив, что половину магистрального трафика мы можем выделить под multicast передачу, мы получаем около 100 телевизионных MPEG-2 каналов, каждый имеющий скорость потока данных 5 Мб/сек.
Разумеется, в IPTV сети присутствуют одновременно все 3 вида трафика broadcast, multicast и unicast. Оператор, планируя оптимальную величину пропускной способности сети, должен учитывать разный механизм влияния разных технологий IP- адресации на объем трафика. Например, оператор должен ясно представлять себе, что предоставление услуги «видео на заказ» большому числу абонентов требует очень высокой пропускной способности магистральной сети. Одним из решений этой проблемы является децентрализация в сети видео-серверов. В этом случае центральный видео-сервер заменяется на несколько локальных серверов, разнесенных между собой и приближенных к периферийным сегментам многоуровневой иерархической архитектуры IP-сети.
Источник: megalektsii.ru
IP — DVB: кто кого? Или давайте жить дружно.
Начало XXI века, как и ожидалось, никому не принесло покоя; научный прогресс и рыночная экономика, не сбавляя темпов, продолжают лихорадить и без того неспокойный мир электрических схем, радио- волн и сопутствующей всему этому вездесущей инженерной мысли о будущем кабельного (и не только) телевидения.
Отгремели уже жаркие споры об «аналоге», да и вопрос об актуальности «цифры» уже давно не стоит, зато закономерно появился новый вопрос, на который нельзя сейчас или в ближайшей перспективе ответить однозначно: «Какую технологию использовать кабельным операторам для предоставления своих сервисов?»
С точки зрения Live-TV, очевидным на данный момент является противостояние более доступного, но менее гибкого DVB-формата с одной стороны и более «тяжелого», но перспективного IPTV — с другой. Каждая сторона имеет свои преимущества и недостатки, имеет право на существование, отстаивает свои позиции… Казалось бы — чего тут размышлять? И так видно — все уходит в IP. Настоящий триплплэй!
Это эргономика и экономия, ведь к абоненту идет только один кабель. И доступ к принци- пиально новым сервисам. Однако не все так радужно. Конечно, на первый взгляд выбор кажется простым, но только если вы в самом начале бизнеса, ваше поле деятельности — плотно заселенный мегаполис, и к тому же есть возможность инвестировать на далекую перспективу солидную сумму. Но на самом деле есть тут и свои «подводные камни».
Подводные камни IPTV.
Новые технологии предполагают использование более продвинутого и, как следствие, дорогого оборудования, как в серверной, так и на всем остальном тракте. В каждом доме (а иногда и в подъезде) придется ставить более «продвинутые» роутеры/свитчи с гигабитными транковыми интерфейсами, поддерживающие определенные протоколы.
Абонентам потребуется раздавать IPTV-приставки, которые, как правило дороже приставок DVB-С базовой функциональностью. Весьма затруднителен и стратегически важен на начальном этапе выбор middleware (программа управления IPTV-контентом, подписками, сеттопбоксами) и затраты на эту систему, скорее всего, тоже будут значительными. Не стоит забывать и о том, что такие сети более высокотехнологичны, и, как результат, для поддержки потребуются более высокооплачиваемые профессионалы-ITишники, а большинство руководителей знают, что фонд ЗП предприятия — один из самых больших.
Приставки IPTV в среднем «виснут» чаще и более тяжелы в пользовании для неискушенного абонента. «Зависания» объясняются более сложными схемотехническими решениями или, например, большим количеством возможных функций (больше багов из-за неправильной комбинации нажатых кнопок и
т.д.). Общая задержка сигнала при вещании Live-TV (разница во времени с того момента, когда информация вышла со студии в тракт передачи и дошла до абонента) гораздо выше у IPTV, чем, например, у DVB. Это, конечно, не смертельно, но в некоторых случаях (например, телевикторины и т.д.), когда требуется своевременный «дозвон», диалог со студией становится просто невозможен. Суть
явления проста — причиной всему служит сложная система распределения через интеллектуальные свитчи и роутеры, которые анализируют пакеты и проводят с ними разнообразные манипуляции согласно технологии передачи IP-пакетов. Как результат — страдает очередность пакетов, появляется так называемый джиттер, который характеризует неравномерность прихода пакетов, и соответственно, чем больше джиттер, тем больше требуется времени впоследствии для сборки пакетов в правильную очередь.
В DVB никаких умных и сложных коммутаций не происходит, и по стандарту допускается джиттер буквально в наносекунды. При использовании IP джиттер принципиально не ограничен и может быть в тысячи раз больше, достигая нескольких секунд! Как более наглядный пример можно себе представить три комнаты, в которых смотрят один и тот же матч по футболу.
Сначала «Гол!» донесется из комнаты с аналоговым сигналом, затем, почти сразу, из комнаты с DVB, и только через несколько секунд — из комнаты с IPTV. Еще один момент, к которому надо быть готовым, это устойчивая тенденция перехода каналов/студий в формат HD, причем реальная ситуация показывает, что происходит это с опережением всех прогнозов!
Все это чревато двойным увеличением полосы, занимаемой IPTV. И вроде не велика проблема — предусмотреть везде гигабитные порты, и «дело в шляпе». Но постоянно увеличивающийся аппетит на все более широкие интернет каналы не дает расслабиться. К тому же надо учитывать возможную перспективу внедрения ТВ формата 4К через 5-7 лет. Получается, что не все так безоблачно в погоне за новыми перспективными сервисами!
Интерактив, реальный и «фантомный».
И как быть, когда сеть уже построена и работает? Как конкурировать? Хочешь не хочешь, а чтобы остаться на плаву, нужно давать качественное ТВ, раздавать Интернет и телефонию. Не выбрасывать же все, что построено, на свалку!
К счастью, выход есть. Резкое падение цен как на оборудование формирования DVB-сигнала, так и для его приема на стороне абонента позволяет предприятиям с самым небольшим бюджетом внедрить в свои сети цифровое ТВ, по своим качественным показателям ничем не уступающее IPTV.
DVB неприхотлив, несложен, его запуск и поддержание не требуют особых знаний или высокоопла- чиваемых специалистов. Хотя некоторые сервисы, теоретически возможные в IPTV, при использовании форматов DVB будут недоступны или сильно удорожат решение. Например, интер-активные услуги, позволяющие, просматривая ту или иную передачу, одновременно получать какую-то дополнительную информацию об актерах или авторах, скачать саундтрек и т.д.
Еще один пример — применение функции персонального сетевого видеомагнитофона, позволяющего прямо с приемника или с веб интерфейса заказать запись того или иного сюжета и впоследствии просмотреть его (в DVB эту функцию частично выполняет возможность записи на флэш-карту, встав- ленную в USB-порт приемника). Правда, по факту надо сказать, что если сетевая запись успешно применяется в IPTV, то функцию интерактивного ТВ пока никто не использует. В итоге провайдер цифрового формата DVB за относительно небольшие деньги решает основную проблему качествен- ного ТВ и проигрывает лишь в отсутствии некоторых полезных функций, часть из которых «фантомна» (по крайней мере на сегодняшний день) даже для IPTV.
Выбираем технологию передачи данных.
Что касается внедрения сервиса Интернета и/или телефонии, то для этого тоже существуют технологии, предполагающие совместное использование одной среды распространения сигналов, в которой они хорошо уживаются с сервисом DVB.
Если среда распределения — коаксиал, то наиболее подходящие варианты —использование
технологии DOCSIS для крупных сетей или более дешевый EoC для средних и малых. И та, и другая система подразумевают, что в квартиру входит один коаксиальный кабель, а граничным служит специальное устройство, имеющее три выхода — для телефона, для Интернета и для DVB сеттопбокса (или аналогового ТВ). Но, как показывает практика, чистые коаксиальные сети встречаются
теперь довольно редко.
Магистральные коаксиальные кабели уже давно дороже своих оптических собратьев, при этом значительно уступают им в полосе пропускания; стоимость оптических передатчиков также перестала шокировать, поэтому многие провайдеры уже оставили коаксиал лишь на уровне домовой сети. Для внедрения сервисов передачи данных в таких сетях, как FTTB (fiber to building) или FTTH (fiber to the home), можно использовать и ранее упомянутые DOCSIS и EoC, но как нельзя лучше здесь подходит технология GPON.
Ее принципиальным отличием является то, что разделение сервиса ТВ и передачи данных происходит на уровне пассивной части оптической линии, они передаются там на разных частотах. Для обратного потока (от абонентов) передачи данных используется 1310 нм, а для прямого (к абонентам) — 1490 нм, для ТВ — 1550 нм.
Один оптический порт/линк GPON обеспечивает пропускную способность 2,5 Гбит/сек в прямом направлении и 1,25 Гбит/сек в обратном и способен обслуживать до 128 абонентов, которые делят между собой ресурс канала. Как видно из названия технологии (PON — passive optic network), она работает в оптических сетях с пассивным распределением сигнала древовидной структуры.
На передающей стороне устанавливается модуль коммутатора OLT (optical line terminal), а на приемной — модем ONU (optical network unit). В зависимости от моделей и произво- дителя, OLT может быть оснащен определенным количеством GPON и соответствующих им гигабитных Ethernet-портов, а ONU, в свою очередь, может иметь до 24 абонентских портов. Что касается ТВ- сигнала, то он передается по тому же волокну, подмешиваясь к сигналам передачи данных через оптический мультиплексор EDFA, которые бывают на 8, 16, 32, 64 выхода с выходной мощностью от 16 dBm до 21 dBm на каждый выход. А в точке, где начинается коаксиальная домовая сеть, ТВ-сигнал подается на оптический приемник FTTB с CWDM-фильтром, который имеет оптический выход для подключения ONU GPON. Последующая разводка сигналов по дому может производиться по-разному, в том числе с применением технологии EoC.
Таким образом просегментировав свою оптическую сеть, небольшой оператор вполне может использовать ее для раздачи видео и данных по технологии GPON. Все компоненты системы GPON уже давно освоены китайскими производителями, и стоимость их вполне приемлема. В качестве положи- тельных сторон системы можно указать:
- минимальное использование активного оборудования;
- минимизацию кабельной инфраструктуры;
- низкую стоимость обслуживания;
- возможность интеграции с кабельным телевидением формата DVB-C или даже с аналогом;
- высокую плотность абонентских портов.
К недостаткам технологии следует отнести разделяемую между абонентами полосу пропускания. В общей среде распространения возможно влияние неисправности оборудования одного абонента на работу остальных устройств, подключенных к тому же линку.
Сколько стоит апгрейд сети.
Для понимания порядка стоимости внедрения в существующую оптическую сеть сервиса передачи данных и цифрового ТВ предложим приблизительный расчет такого апгрейда. Будем считать, что антенное поле и распределительная оптическая сеть на 1550нм PON уже существует. Необходимо, используя технологию GPON, запустить для 1000 абонентов 80 цифровых каналов и сервис передачи данных. Для формировании сигналов DVB-С будем рассматривать оборудование компании TELEVIEW.
Речь пойдет о ремультиплексоре 8ASI/4RF/IP, который позволяет принять от 8 источников сигналы формата ASI и/или видеопоток от одного источника (до 60Мбит/сек) по протоколу IP, ремультиплексировать их и выдать получившиеся потоки в формате DVB-С на 4 частотах.
Устройство работает с сигналами форматов SD, HD, MPEG2, H.264. Кроме того, оно имеет встроенный стримплэйер, позволяющий считывать с SD-флешкарты заранее подготовленный поток из трех SD- или HD-программ, который может быть также смультиплексирован в общий выходной поток. Любой канал/поток, вне зависимости от типа входа, может быть размещен на любой выходной несущей или одновременно на нескольких. Источником ASI сигналов, как правило, являются спутниковые приемники, а добавление IP-интерфейса объясняется заметной тенденцией провайдеров каналов дублировать спутниковый тракт передачи наземным каналом доставки по IP, а иногда использовать его в качестве основного. Тенденция объясняется следующими основными факторами:
- удешевлением со стороны провайдеров IP-трафика с предоставлением услуги QoS (quality of service);
- удешевлением оборудования оцифровки и сжатия в формат H.264 и инкапсулирования в IP;
- повсеместным внедрением волоконно-оптических сетей передачи данных;
- для каналов местного значения это чуть ли не единственный способ подать свой канал в местные распределительные или вещательные сети с высоким качеством.
Что касается стримплеера, то это весьма полезный инструмент для реализации демо канала. По требованию оборудование может быть оснащено системой условного доступа DVCrypt компании DVL. Она поддерживает алгоритм скремблирования CSA и зарегистрирована международным консорциумом DVB под идентификационным номером ID 04AEC.
Таким образом, одно такое устройство, если при формировании сигнала DVB-С использовать модуляцию 128QAM, способно ретранслировать на 4 несущих в полосе 8 МГц суммарный поток 44Х4=176Мбит/сек. А два таких устройства обеспечивают поток 350 Мбит/сек, что достаточно для вещания более 40 SD mpeg2 или HD mpeg4 программ с битовой скоростью до 8 Мбит/сек на каждый канал либо более 80 программ SD-mpeg4 с потоком до 4 Мбит. Для того, чтобы посчитать таблицу расходов, приближенную к действительности, необходимо учесть агрегацию каналов на транспондерах. Опыт показывает, что в среднем это три канала на транспондер и больше (учитывая всякие федеральные пакеты каналов, местные пакеты и просто размещенные на одном транспондере), что в итоге заметно удешевляет систему ввиду меньших затрат на мультиплексоры и приемники. Таким образом, сводная таблица компонентов и стоимости внедрения цифрового ТВ будет следующей (см. таблицу 1).
Таблица 1.
Цена за 1 шт ($USA)
Бытовой приемник DVB-S
Абонентский приемник с карточкой DVCRypt
*. С учетом агрегации каналов получается, что для приема 80 каналов понадобится 80/3=27 прием- ников. Реальное количество требуемых сеттоп-боксов в каждом конкретном случае можно легко подсчитать, если знать, на каких частотах какие каналы находятся, и помнить, что декодировать больше 8 криптованных каналов не рекомендуется, хотя теоретически возможно и то, что многие системы криптования не допускают одновременного декодирования более двух каналов. Есть возможность приема повсеместно появляющихся сигналов DVB-T, в которых также могут быть агрегированы каналы местного значения.
**. В таблице мы привели так называемый «бюджетный» вариант приема спутниковых каналов,
который предполагает использование в качестве приемного устройства не дорогого профессионального IRD (даже китайского производства), а обычного бытового приемника с интегрированной в него платой ASI-выхода, выпускаемой TELEVIEW, который является ни чем иным как преобразователем TS в ASI. В смысле технологического приема этот вариант тоже является своеобразным «ноу-хау» компании и
очень хорошо подходит тем, кто не готов сразу выкладывать по 400 долларов за китайский профес- сиональный IRD. Надежность работы такого переделанного варианта определяется надежностью
самого приемника, а найти хорошую бытовую китайскую «рабочую лошадку» за 60 долларов в наше время не составит большого труда. Такой переделанный приемник позволяет получить на ASI-выходе
все FTA-каналы транспондера плюс один открытый, выбранный для приема тюнером.
***. Как видно из таблицы, источников сигнала будет по меньшей мере 27, а на двух процессорах DVBC- 8ASI-4RF/IP — всего 16 ASI- и 2 IP-входа, поэтому нужно добавить стоимость двух ремультиплексоров, например, на 5 ASI-входов на один ASI/IP-выход, в итоге получив дополнительных 10 ASI-входов.
****.Как видно, это самая большая статья расходов! Но необходимо учитывать несколько моментов. Во- первых, цены на приставки DVB-С очень разнятся и зависят от многих факторов (впрочем, как и для любых других приставок). Самую низкую цену имеют приставки FTA (без возможности дешифровки закрытых каналов) с поддержкой компрессии MPEG-2. На момент написания статьи их стоимость в
Китае составляла около 18-20 долларов за штуку при заказе от 1000 штук. Увеличение поставки уменьшает стоимость единицы. Поддержка условного доступа добавляет еще 5 долларов, а компрессии H.264 — еще около 12 долларов. Необходимо принимать во внимание также ранее упомянутый факт:
все последние ТВ уже имеют встроенные модули DVB-С/DVB-T и, как правило, уже с поддержкой HD.
Выбор системы сжатия — это стратегический вопрос. Cигнал, компрессированный в MPEG-2, занимает большую полосу, чипсеты с его поддержкой работают только с SD-каналами, но это дает хорошую экономию при закупке тюнеров. H.264 более перспективен, чипсеты с ним поддерживают HD-
и SD/Mpeg2-каналы, но пока они в 1,5-2 раза дороже, хотя существует тенденция сокращения этой разницы за счет снижения стоимости HD приемников.
***** .Стоимость системы криптования намеренно вынесена отдельно, для определения порядка цен. Способ оплаты системы, предлагаемый компанией TELEVIEW, можно охарактеризовать так: «плати за то, что потребляешь». Например, до 1000 абонентов интеграция системы криптования бесплатна, от 1000
до 3000 абонентов будет стоить по 200 долларов за одну несущую выходную RF (принцип оплаты за каждую несущую, а не за абонента сделан для разумной экономии — в случае наличия пакета открытых каналов, размещенных на одной несущей, платить за них не нужно!). Нельзя забывать, что при выборе системы криптования стоимость абонентского STB повышается.
Расчет внедрения сервиса передачи данных по технологии GPON осложнен его привязкой к структуре сети, плотности и количеству абонентов, но все же, для понимания порядка цифр, можно приблизитель- но подсчитать. У многих производителей есть OLT с 8 портами с пропускной способностью по 1,25 Гбит/сек в обоих направлениях, каждый из которых может поддерживать до 32 ONU на расстоянии до
20 км или до 64 ONU на расстоянии до 10 км.
Во втором случае, учитывая, что поток скоростью до 1,25 Гбит/сек делится между всеми абонентами, ширина линка до каждого ONU составит около 20 Мбит/сек (1,25 Гбит/сек : 64). Если предположить, что в каждом доме как минимум два абонента, то, установив ONU с двумя абонентскими портами FE (100 Мбит/сек), можно организовать линк до 10 Мбит/сек до каждого абонента. Таким образом, учитывая, что 8 портов OLT поддерживают в общей сложности 8*64=512ONU и каждый дает по 2 порта FE, получится, что мы при помощи одного только устройства OLT сможем организовать сервис передачи данных шириной около 10 Мбит/сек в обе стороны для 1024 абонентов. (Расчет чисто теоретический, а на практике, учитывая принцип агрегации трафика, можно утверждать, что количество абонентов будет больше или можно будет предоставлять большую скорость!)
Сведем все в таблицу (см. таблицу 2).
Таблица 2.
Источник: teleview.ru
Расчет трафика Интернет.
Услуга телефонии является одной из широко востребованных традиционных сервисов, наряду с передачей данных (доступ в Интернет) и предоставление цифрового телевидения (IPTV).
Кодек G.711 является минимально необходимым для оборудования VoIP. В местных сетях NGN общего пользования для преобразования речи в пакетный формат наиболее часто применяется кодек G.711, поскольку он обеспечивает наилучшее качество передачи речи с наименьшей задержкой. Вопрос экономии полосы пропускания пакетной сети при этом зачастую является вторичным, поскольку сеть полностью принадлежит оператору и стоимость передачи пакетного трафика практически не зависит от его объёмов.
Расчет полосы пропускания кодека G.711 выполняется следующим образом. Сначала вычислим пакетную скорость. В пакетной телефонии один отсчёт кодека G.711 оцифровывает 10 мс речи и формирует 80 байт закодированной информации. Для сохранения задержки оцифровки и пакетизации в допустимых пределах, в один пакет протокола реального времени помещаются два отсчёта кодека G.711, что составляет 160 байт полезной нагрузки протокола RTP:
где — длина полезной нагрузки пакета RTP в байтах;
-размер отсчета кодека в байтах;
-количество отсчетов, помещаемых в один пакет RTP;
— время пакетизации (задержка накопления пакета) в мс;
— длительность отсчёта кодека в миллисекундах
Скорость передачи пакетов RTP при этом равна:
С учётом избыточности, добавляемой протоколами RTP, UDP, IP, и на канальном и физическом уровне Ethernet, размер пакета, поступающего в среду передачи, составит 238 байт (1904 бит).
где — длина заголовка протокола RTP, 12 байт;
— длина заголовка протокола UDP, 8 байт;
— длина заголовка протокола IP, 20 байт;
-суммарная длина заголовков, добавляемых на канальном и физическом уровнях Ethernet, 38 байт (6 байт МАС-адрес источника, 6 байт МАС-адрес получателя, 2 байта тип кадра, 4 байта контрольная сумма FCS, 7 байт преамбула, 1 байт флаг начала кадра SFD, 12 байт межкадровый интервал IPG).
Результирующая скорость информационного потока на физическом уровне от одного голосового канала будет равна:
где — битовая скорость на физическом уровне технологии Ethernet, бит/с.
При расчете интенсивности телефонного трафика необходимо учесть удельную нагрузку от абонентов телефонии в ЧНН. Она равна 0,1 Эрл на одного абонента.
Таблица 3.1 – Сводная таблица по трафику телефонии
| № Узла | Нагрузка, генерируемая абонентами, Эрл | Нагрузка, замыкающаяся внутри шлюза, Эрл | Нагрузка, исходящая от шлюза, Эрл | Трафик, исходящий от шлюза, Мбит/с | Трафик от узла, замыкающийся внутри кольца, Мбит/с | Трафик от узла, идущий на УА, Мбит/с |
| 1.1 | 0.12 | 5.68 | 0.540 | |||
| 1.2 | 5.9 | 0.059 | 5.841 | 0.556 | ||
| 1.3 | 0.12 | 5.68 | 0.540 | |||
| . | ||||||
| n |
Таблица 3.2. Сводная таблица телефонии по типам трафика, Мбит/с
| № Узла | Трафик замыкающийся внутри узла | Трафик от узла, замыкающийся внутри кольца | Трафик от узла, идущий в магистраль | Трафик, генерируемый узлом |
| 1.1 | 0.5712 | 1.6601 | 0.55978 | 0.01142 |
| 1.2 | 0.546 | 0.54054 | 0.00546 | |
| 1.3 | 0.5712 | 0.55978 | 0.01142 | |
| . | ||||
| n |
Расчет трафика Интернет.
При предоставлении услуги доступа к сети Интернет на мультисервисной сети источниками информационных потоков являются узлы доступа и шлюзы gateway. Значение информационных потоков в каналах связи при предоставлении доступа в Интернет определяются путем распределения информационных потоков, поступающих в сеть при предоставлении данной услуги по каналам связи. Определение значений информационных потоков, поступающих в сеть при предоставлении услуги Интернет можно описать с помощью алгоритма. Алгоритм представляет собой итерации, в ходе которых осуществляется перебор групп абонентов, подключенных к узлу УДi по тарифному плану j. Расчет создаваемого информационного потока группой абонентов, подключенных к УДi по тарифному плану j, осуществляется следующим образом:
Расчет потребляемого информационного потока группой абонентов, подключенной узлу УДi по тарифному плану j определяется следующим образом:
где пропускная способность j тарифа;
– количество абонентов i-го узла пользующихся j тарифом
Количество абонентов подключенных к тарифному плану j определить по формуле 3.8.
где – количество абонентов узла доступа пользующихся услугой доступа в Интернет, (табл.).
– процент абонентов, пользующихся k-м тарифом (из таблицы);
i – номер узла доcтупа;
j – номер тарифа.
Из Интернета берем тарифные планы предоставления услуг любого оператора, например ОАО «Ростелеком» и составляем таблицу по количеству пользователей тем или иным тарифом, затем эти данные используем для расчетов.
Нагрузка трафика доступа в сеть интернет в пакетов/с определяется по формуле:.
(3.6)
Пример расчета интенсивности интернет трафика для УД:
Результаты расчета представляются в таблице.
Пример тарифных планов приведен в таблице 3.4
Таблица 3.4 – Распределение абонентов по тарифам
| Номер | Скорость, кбит/с (Yhome) | Количество абонентов, % | Количество абонентов |
| до 1200 | |||
| до 1800 | |||
| до 2500 | |||
| до 4500 |
Составляем сводную таблицу по всем кольцам доступа
Таблица 3.5-Расчет интенсивности интернет трафика для УА 6-6
| Дом | КД | Узлы доступа | Общее количество абонентов с доступом в интернет | Интенсивность интернет трафика, Мб/с | Общая интенсивность интернет трафика в кольце, Мб/с | Интенсивность интернет трафика, пакетов/с |
| 1.1 | 140.5 | |||||
| 1.2 | 43.00 | |||||
| 1.3 | 47.50 |
Расчет трафика IPTV.
При предоставлении услугиIPTV на мультисервисной сети источником информационных потоков является узел, предоставляющий данную услугу. Данные информационные потоки посредством сети передаются абонентам, потребляющим данную услугу. Количество информационных потоков, передаваемых по каналу связи, зависит от количества ретранслируемых по ним телеканалов.
Количество ретранслируемых телеканалов по каналу связи зависит от общего количества телеканалов, их рейтингов и количества абонентов, получающих вещание телеканалов, через данный канал связи. Следовательно, для начала необходимо рассчитать число абонентов, получающих вещание телеканалов, через данный канал связи. Количество абонентов зависит от заданного в % отношении числа пользователей данной услугой через УД. Одновременно получают вещание не все абоненты, подключенные к услуге телевидения. Данная разница учитывается коэффициентом . Несмотря на достаточно большое количество каналов, предоставляемых операторами связи (порядка 150 каналов обычной четкости и 15 каналов высокой четкости), абоненты IPTV одновременно просматривают не более 30% каналов (40 каналов обычной четкости, 5 каналов высокой четкости).
Необходимая полоса пропускания для IPTV рассчитывается по формуле:
где – полоса пропускания на один канал IPTV соответствующей четкости
– количество одновременно просматриваемых каналов IPTV
i – тип четкости IPTV (SD – обычной четкости, HD – высокой четкости).
где − число программ IPTV вещания.
— скорость информационного потока.
Скорость передачи данных IPTV зависит от типа используемого кодека. Для передачи могут использоваться кодеки MPEG2 или MPEG4. Из Интернета находим какое число каналов предлагает оператора и используем эти данные для расчета.
Например, ОАО «Дальсвязь» предлагает своим пользователям на 2014 год 108 программ составляет 108 каналов.
— скорость информационного потока. Для цифрового телевидения, использующего MPEG2, с разрешением 720 на 576 точек максимальная скорость информационного потока до 15 Мбит/сек, а практически используемая скорость потока 4-6 Мбит/с.
Рекомендуется загружать IP-поток лишь на 75-80%, так как иначе резко увеличиваются потери пакетов и картинка «рассыпается». С учетом этого требования внесем 25% запас.
Исходя из этих данных, формула для расчета нагрузки получит вид:
При расчете значение 188 – это длина транспортного пакета MPEG, в котором передается полезная нагрузка. Полезная нагрузка состоит из двух транспортных пакетов MPEG. Поэтому общий размер полезной нагрузки в пакете составляет 376 байт. С учетом инкапсуляции до уровня Ethernet, общая длинна пакета IPTV составит 454.
Расчет полосы пропускания для услуги VoD производится по формуле:
где – % от числа абонентов IPTV соответствующего узла
– вероятность использования услуги VoD соответствующей четкости;
i – тип четкости IPTV (SD – обычной четкости, HD – высокой четкости);
Общая полоса пропускания для услуги VoD рассчитывается по формуле:
Все расчеты сводим в таблицу. Составляем сводную таблицу по всем видам трафика для узла доступа и делаем вывод о правильности выбранного оборудования для коммутаторов доступа.
Таблица 3.6 расчет IPTV
| Номер узла | , Мбит/с | , Мбит/с | , Мбит/с |
| 1.1 – 1.3 |
| Узел, № | Количество абонентов доступа в интернет | Первый, тариф | Второй, тариф | Третий, тариф |
| . | ||||
| n |
| Узел, № | Общий (100%) | Входящий трафик (80%) | Исходящий трафик (20%) |
| . | |||
| n |
Таблица 2.4.1. Сводная таблица по услуге VoD.
| Номер Кд | |||
| 0,8 | 0,3 | 1,1 | |
| 0,75 | 2,75 | ||
| 3,04 | 1,14 | 4,18 | |
| 2,08 | 0,78 | 2,86 | |
| 0,96 | 0,36 | 1,32 | |
| 3,6 | 1,35 | 4,95 | |
| 3,76 | 1,41 | 5,17 | |
| Итого | 16,24 | 6,09 | 22,33 |
Таблица 2.4.2. Расчетные данные по IPTV для подбора оборудования.
| Линия | Требуемая пропускная способность, Мбит/с | Требуемая пропускная способность, пакетов/с |
| Кд1-Кд7 | 686,44 | |
| Кд7-Кд6 | 681,27 | |
| Кд6-Кд5 | 676,32 | |
| Кд5-Кд4 | — | — |
| Кд4-Кд3 | 677,86 | |
| Кд3-Кд2 | 682,04 | |
| Кд2-Кд1 | 684,79 | |
| Кд1-УА | 697,33 |
Таблица 3.6- Результаты расчета интенсивности IPTV трафика, Мбит/с
| Номер КД | Номер УД | Нагрузка, Мбит/с | |
| На УД | На КД | На УА | На сеть |
| 1.1 | 262,5 | ||
| 1.2 | 52,5 | ||
| 1.3 |
Источник: poisk-ru.ru