Modern technológiák a hagyományos és internet alapú videó műsorszórásban Tartalomjegyzék

Átírás

1 Modern technológiák a hagyományos és internet alapú videó műsorszórásban Tartalomjegyzék Modern technológiák a hagyományos és internet alapú videó műsorszórásban Bevezetés A digitális műsorközvetítés hálózati háttere... 2 a) Fogalmak... 2 b) Adatátviteli réteg protokolljai... 3 c) Alkalmazási réteg protokolljai... 3 RTP, RTCP... 3 RTSP... 4 SIP Korábbi internet alapú vívmányok... 5 a) Webcast... 5 b) Web TV... 6 c) VoIP Digitális műsorszórás (DVB)... 7 a) Általában... 7 b) A digitális adás előnyei és hátrányai... 8 c) Magyarországon... 8 d) Érdekesség Videó kiszolgáló szerverek... 9 a) Általában, funkciói... 9 b) Műsorszórásra c) Privát felhasználás d) Biztonsági rendszerek IPTV a) Elterjedtsége b) Működése c) Szolgáltatás, technológiák Videómegosztás weben a) Videó szolgáltató szerverek b) YouTube c) Új technológiák: WebM/VP8 és WebP d) HTML5: <video> Összefoglalás

2 1. Bevezetés Az emberiség az ősidők óta meglévő igénye, hogy szeretné a vizuális élményeit megörökíteni, fantáziáját minél több dimenzióban kifejezni. Művészettörténelmi ismereteinkből gazdag tárházát ismerhetjük azoknak az eszközöknek, amiket az ember fölhasznált e céljára A modern világban sincs ez másként, egyre újabb és egyre fejlettebb lehetőségek állnak rendelkezésünkre a képi anyagok megosztásában nemcsak az erre hivatott szakemberek számára, hanem egyre inkább mindenkinek. A TV, videó, számítógép ma már nem újdonság számunkra, a mobiltelefon is csak ritkán kerül ki a kezünk ügyéből, s inernetezés nélkül nem tellik el nap vagy hét Tekintsünk most rá azokra a legmodernebb eszközökre és felhasználási módszerekre, amik az imént említettekre épülnek, azokat egészítik ki, és hatékonyságúakat tekintve rajtuk jóval túlmutatnak. Olvasmányunk tehát a szép, hosszú történelemnek csak az utóbbi néhány évére szeretne koncentrálni, vagyis jelen korunk elterjedőfélben levő képátviteli technológiáira, amik a jövő évtizedekben várhatóan a mindennapi használat gyakori részeivé fognak válni. A teljesség igénye nélkül szeretnénk betekintést nyerni ezekbe, hiszen inkább egy átfogó szemléletet szeretnénk kialakítani. A videó műsorszórás és műsortovábbítás témakörét célozzuk, vagyis, hogy hogyan juthatunk hozzá vagy oszthatunk meg videó képfolyamot a legmodernebb eszközökkel. Ezek közül a digitális TV sugárzás (DVB), a videó kiszolgáló szerverek, az IPTV és a webes videó-megjelenítés gyakorlati és technológiai aspektusaival fogunk foglalkozni. 2. A digitális műsorközvetítés hálózati háttere a) Fogalmak TV vagy rádió adást műsorszórásnak vagy műsorközvetítésnek is nevezünk, angolul ez a broadcast(ing) szónak felel meg. Tehát történik valahol egy esemény, amiről az élő fölvétel nemcsak készül, de ezzel egyidejűleg a hálózaton keresztül el is jut a hallgatósághoz ez az adás vagy közvetítés. Mintegy áramlik a kép- vagy hanganyag, vagyis a műsor, a forrástól az egy, vagy néhány, vagy bármennyi néző felé az éteren keresztül valami médium által. Ezt az adatáramlási folyamatot angolosan streaming mediá -nak mondjuk (magyarul viszont 2

3 nehéz jól kifejező megfelelőt találni, talán az adatfolyam közelíthet), ami tehát a közvetítés módjára koncentrál. A korábbi évtizedeket az analóg, vagyis folytonos jeleket használó műsorszórás jellemezte, ám a digitális forradalom óta manapság technikák inkább a digitális közvetítésre épülnek, így van ez a műsorszórásban is. A videó képfolyam másodpercenként általában képkockából áll (most nem beszélve a hangról), és már egy szélesvásznú képernyőnyi képkocka is önmagában elég nagy méretű adatinformációt tartalmaz. Ebből kifolyólag videóműsort továbbítani az interneten igencsak nagy mennyiségű adat áramoltatását eredményezi, amihez elég gyors internet-kapcsolat szükséges. Lássuk, hogyan válik ennek megfelelővé az internet hálózat! b) Adatátviteli réteg protokolljai Az internet: csomagkapcsolt hálózat az adatok kis egységekben továbbítódnak. E csomagoknak két fajtája van, vagyis két különböző elv, protokoll szerint tudnak áramlani: az UDP (User Datagram Protocol) és TCP (Transmission Control Protocol). A TCP jóval alkalmasabb a pontos, hibátlan információk közlésére, hiszen föl van készítve rá, hogy a hibásan vagy hiányosan elküldött csomagokat detektálja, és korrigálja, például újraküldéssel. Az UDP ezzel szemben (közvetlenül) nem foglalkozik az elveszett csomagokkal, hanem inkább a gyors továbbít(ód)ás az alapelve. Így, fölhasználásában az UDP a nyerő a streaming média kiszolgálás céljához, hiszen ha egy másodpercnyi filmrészletből egy-két képkocka kiesik, szinte észrevétel és minden kellemetlenség nélkül tovább tudjuk nézni a videót, vagyis a pontosság elve elsődlegesebb a a gyors adatáramlás elvéhez képest. c) Alkalmazási réteg protokolljai Ha már az adatátvitellel rendben vagyunk, a csomagjainkat tudjuk irányítani, a következő kérdésünk az effölé építhető, valós idejű áramlást biztosító folyamatok, alkalmazások protokolljai a streaming protokollok. RTP, RTCP Az RTP (Real-time Transfer Protocol, valósidejű átviteli protokoll) (általában) UDPcsomagokkal továbbít kép- és hanganyagot. Fő komponense konkrétan csak a kép és hang információt tartalmazza, időbélyegekkel, csomagszámmal ellátva (szinkronizálhatóság, sorbarendezhetőség céljából). Önmagában ez még kevés egy szolgáltatáshoz, mivel fontos 3

4 minőségi előírásoknak is meg kell felelni (QoS: Quality of Service elveszett, hibás vagy sortévesztett csomagok, késleltetés, átvitel-ingadozás, stb. korrigálása), ezért az RTP a gyakorlatban mindig egy másik komponensével együtt használatos: az RTCP-vel (Real-time Transfer Control Protocol). Ez az áramlást figyeli és szabályozza a minőségi előírások szemszögéből, de több adatfolyam szinkronban tartását is ő végzi. Általában az RTP egy páratlan portszámot kap, és a rákövetkezőt kapja az őt figyelő RTCP. Egy harmadik, opcionális komponense a hívásfelépítési kommunikációban kap szerepet, ez lehet a H.323 vagy a SIP (lásd később). További leírások is csatolhatók a Session Description Protocol (SDP) által. Egy alfatája a SRTP (Secure RTP), ami titkosítva küldi a műsort. RTP-re épül a VoIP (Voice over IP) is. RTSP Az RTSP (Real-time Streaming Protocol) inkább egy felhasználói megközelítésű protokoll, vagyis a legegyszerűbb irányítási parancsok, így az elindítás, szünet vagy leállítás utasítások helyes működését biztosítja egy streamelt médiánál. Tehát gyakorlatilag a klienssel irányítjuk a távoli média szervert, ez a két pont közötti kétirányú kommunikáció a feladata. Az ismerős lejátszóprogramjaink is képesek erre általában, pl. RealPlayer, Mplayer, VLC media player, Windows Media Player, Winamp, QuickTime. Ha elindult a média, az adatátvitelért attól kezdve a már ismert RTP és RTCP felel. Hasonlóan működik, mint egy HTTP-kérés, csak állapotokat is küld. A DESCRIBE kérés egy URL-t küld (rtsp:// ) az 554-es porton TCP-vel és UDP-vel is, amit a szerver földolgoz, és a metainformációk alapján visszaküldi a megfelelő stream-et. A SETUP parancs szükséges még a lejátszás előtt, ezzel állítjuk be az RTP és RTCP portjait. A PLAY egy vagy több aggregált média stream lejátszását indítványozza. Hivatkozhatunk a média anyag résztartalmára is. A PAUSE megállítja a folyamot (egy paraméterrel időzíthető is). A RECORD jelzi, hogy a kliens szeretne stream-et küldeni a szervernek. A TEARDOWN bezárja teljesen a kapcsolatot. Egy frappáns iskolai házi feladatot találtam a streaming helyi hálózatban való megvalósítására: SIP A SIP (Session Initiation Protocol) internet alapú kommunikációs protokoll egy adott kapcsolat (session) létrehozására, felépítésére. Kifejlesztésének egyik motivációs célja pont a 4

5 hagyományos (PSTN) és az internet alapú (VoIP) telefonhálózatok összekapcsolása volt. Két (unicast) vagy sok végponthoz (multicast) is lehet rendelni a kapcsolatot, hiszen kommunikációs csatornák összekapcsolására lett fejlesztve. A multimédiás adatkapcsolatok esetén a kommunikációs technikáknál többre van szükség, hiszen a streaming média megkívánja, hogy további speciálisabb protokollokat is összeillesszünk. Ezt segíti a már említett RTP (a tartalom hordozója), illetve a leíró SDP (ami a végpontokban használt kodekek összeegyeztetését írja le). A SIP is hasonlít a HTTP-, illetve az es SMTP-protokollokhoz struktúrájában: kérésválasz szöveges üzenetváltásból áll. Az üzenetek az UA-k (user agent-ek) között zajlanak, a kliens (UAC, UA Client) küldi a kérést, a szerver (UAS, UA Server) fogadja, és válasszal tér vissza ez egy SIP-tranzakció. Címzési módja az ben megszokott URI-formátumot használja: sip:user:password@host:port, telefonos változatban: sip: @ host. Néhány kérés-üzenet: REGISTER: a kliens közli IP-címét, ahová a választ várja, INVITE: jöhet a kapcsolódás, ACK: siker megerősítése, CANCEL: kérés megszakítása, BYE: kapcsolat bezárása. A válasz-üzenetek háromjegyű számokban érkeznek (ezek a státuszkódok), aminek jelentését egy szabvány leír: pl. 100: próbálkozás, 180: kicsöng az INVITE után, 200: siker, 202: sikerült, csak nem tudja végrehajtani, 3xx: átirányítással kapcsolatos üzenetek, 4xx: kliens oldali hibák, pl. 404: nem talált cím, 5xx: szerver-oldali hibák, 6xx: általános hibák, pl. 600: túlterhelt hálózat. 3. Korábbi internet alapú vívmányok Nézzünk most néhány példát a már nagyjából kiforrott és használt, de lehetőségbeli korlátaik miatt mégsem annyira átütő sikerű szolgáltatásokra (mondjuk az IPTV-vel vagy DVB-vel összehasonlítva). Ebből a sorból kicsit ki fog lógni a VoIP, mert az többnyire hangátvitel, noha videótelefonálás is létezik mégis érdemes megemlíteni ebben a körben (ez viszont pont elég sikeres a maga területén). a) Webcast Adás közvetítése interneten keresztül, például hírcsatornák (BCC, CNN), sportesemények, koncertek, tudományos konferenciák élő közvetítése, heti műsorok, stb. (Érdekes változata a wedcast, ami távoli helyen megtartott esküvőt közvetít a rokonoknak ) Kihasználja a 5

6 hálózat erejét a multicast lehetőség által: a forrás szervertől nem egyesével megy minden őt lekérő klienshez az információ, hanem a fő útvonalakon egyszeresen, megosztottan halad az információ, csökkentve és gyorsítva az adatforgalmat. b) Web TV Jó példa az MSN TV, ami megvalósítja az interaktív TV-zés igényeit. TV-nkhez kell hálózati adapter vagy modem (set-top-box), billentyűzet, és máris szörfölhetünk, ezhetünk, csetelhetünk, videózhatunk, zenét hallgathatunk internetes kapcsolat segítségével. Az MSN TV mindezt a Microsoft Network-ön keresztül teszi. Gyakorlatilag egy operációs rendszer nélküli speciális böngésző rejlik a dobozban, amit a TV képernyője megjelenít. Néhány TV csatorna szeretne ehhez hasonló kétirányú kommunikációt létesíteni a klienseivel akár egy adott élő adást, vagy felkínálva a lehetőséget a felhasználónak, hogy válasszon adás közül. Nyilván, a különféle szolgáltatásokat eltérő díjjal írnák ki. c) VoIP Az internetes telefonálás (IP-alapú hangátvitel) már jó pár éve működő rendszer. Gyakorlatilag az IP hálózatot használja ki, többnyire hangátvitelre. Mivel az interneten történő adatátvitel egyébként is kiépült már, extra fenntartási költségre nincs szüksége a VoIP-hívásoknak, tehát igen olcsó a használata akár külföldre is. Például két Skype-os felhasználó egymással ingyen tud beszélni akár videóhíváson keresztül is, de a hagyományos telefonhálózatba (PSTN) is lehet Skype-ról telefonálni kedvező kredit ellenében. Kezdetben VoIP megoldások - Forrás: oldalról 6

7 csak egy-két alkalmazás tudta fölhasználni, de idővel egyre több, és egymással kompatibilis megoldások is születtek. Nemcsak a saját klienseik tudnak egymás között beszélni, hanem a vonalas és GSM-telefonokra is működik a hívás VoIP-alapról. Például egy ATA átalakító segítségével vonalas telefonjainkat is IP alapon fogjuk tudni használni. Mind a szolgáltatók közötti hívás átadásban, mind a számítógéptől független fölhasználásban is nagy segítséget nyújtott a SIP protokoll, ami igen hatékony szabvánnyá nőtte ki magát nemcsak az internettelefóniában. Elterjedőben vannak a GSM-mel ötvözött WiFi-VoIP telefonok is, amik képesek wifi-s helyen (pl. hotspotokban) az internet hálózaton keresztül indítani a hívást, de annak terén kívül átvált GSM-üzemmódba. 4. Digitális műsorszórás (DVB) a) Általában A hagyományos, analóg TV-adást kezdi leváltani a digitális közvetítés. A DVB (Digital Video Broadcasting) egy európai szabványcsalád, ami az e mögött rejlő technológiákat írja le. Mivel az analóg sugárzást leggyakrabban földfelszíni adótornyok és a lakásokban elhelyezett vevő antenna készülékek bonyolítják le, a digitális műsorszórás sem akar ezen sokat változtatni a fizikai útvonalat nézve. (Ezt, az ún. földfelszíni digitális TV műsorszórást írja le a DVB-T szabvány, amiben a T a terrestrial, vagyis földfelszíni átviteli módra utal.) Sőt, gyakorlatilag (általában) a már meglévő (UHF tető-)antennánkkal is befoghatjuk a DVB-T jeleket, egyedül egy vevőkészülékre, ún. set-top-box"-ra van szükségünk lakáson belül, ami a digitális jelek dekódolását végzi (ezt a szolgáltató adja a szolgáltatáshoz, de kapható is sok helyen). Pontosabban: az MPEG (Magyarországon MPEG-4) kódolással érkező műsorból VHF és UHF sávot képez COFDM modulálással. Van olyan TV-készülék is, ami mindkét (digitális és analóg) vételre alkalmas, ez az IDTV (Integrated Digital TV). Nemcsak az említett antennás DVB-T létezik, hanem ezen kívül a DVB-C is (kábeles TVhálózat fölé), és a DVB-S (műholdas adáshoz), amik csak a saját analóg változatukkal kompatibilisek. (Továbbá a DVB-H is már létezik, ami handheld -et rövidít, tehát mobiltelefonokra specializált TV-műsort is fejlesztenek. Hazánkban is volt erre működő szolgáltatás.) 7

8 DVB-T DVB-S b) A digitális adás előnyei és hátrányai A digitális adás minőségére nézve azt mondhatjuk, hogy sokkal jobb minőségű, mint az analóg adás, hiszen zajmentes, nincs szellemkép, villódzás, színtorzulás, és sokkal több csatorna is fogható, akár nagy felbontásban is (HDTV). Továbbá, extra funckiókkal is ellátható, mint például 5.1-es hang, gyermekzár, műsorújság, videótár, megállítható és visszatekerhető élő adás, műsorrögzítés. Gyors képváltásoknál viszont előfordul, hogy kockásabb a kép. Továbbá, alacsony jelerősség esetén is előfordulnak képkimaradások. Még egy hátránya a digitális TV-zésnek, hogy TV-nként egy-egy külön set-top-box szükséges, míg az analóg kábeles adást könnyedén eloszthattuk több TV között, ahol egymástól független műsort tudtunk nézni. c) Magyarországon Hazánkban először az Antenna Hungária Rt. indította útjára először, 2008-ban a DVB-T sugárzást, MinDigTV néven, hét TV- és négy rádiócsatornával ben MinDigTV Extra néven egy kódolt, fizetős szolgáltatást is indított, ami további és egyre bővülő csatorna kínálattal, további szolgáltatásokat nyújt. A DVB-T sugárzás rendelkezésre állására kiírt határidő december 31. volt, és ez be is következett: a lakosság 98%-os lefedettségét érték el. Véglegesen pedig 2012 év végén fogják megszüntetni az analóg sugárzást. Mindezek nem értintik a kábel TV-k működését. A kábeles szolgáltatók szabadon rendelkezhetnek a analóg vagy digitális műsoraik felett. Hazánkban a legkiterjedtebb kábel TV szolgáltatók az UPC, DigiTV, T-Home, de több helyi szolgáltató is létezik. 8

9 Néha vigyázni kell a szolgáltatóknál digitális csomag előfizetésekor, mert e jelző megtévesztő lehet. Set-top-boxainknak ugyanis a bemenete és a kimenete is lehet digitális, vagy analóg. Ha a (a szolgáltatótól érkező) bemenet digitális, a (TV által befogadott) kimenet pedig analóg, akkor nem fogunk tapasztalni jobb minőséget az adásban. Előfordul tehát, hogy a digitális (HDMI-) kimenetet a szolgáltató egy magasabb tarifájú HD-csomaghoz köti. d) Érdekesség A DVB-adás ugyan digitális, de nem internet alapú, viszont az internettel összefűzve remek lehetőségekre tehetnénk szert. Létezik erre is eszköz, ami képes befogni az analóg vagy digitális TV-adást (DVB-T, DVB-C, DVB-S), sőt analóg kamerafölvételből származó képfolyamot is, és mindezeket IP-alapú streamekké formálja, úgyszólván gyakorlatilag IPTV-t csinál DVB-ből. Flamingo XL névre hallgat ez a 2011-ben megjelent eszköz, ami gyakorlatilag technológiákat ötvöz. Persze árban sem mindennapi, 2-3 millió forint körüli. A technológia fejlődése tehát egy szinten ilyen összefelé tartó is, mindig fontos felhasználói szempont, és így fejlesztői cél a kompatibilitás. 5. Videó kiszolgáló szerverek a) Általában, funkciói Mi is a videó szerver? A nevéből eredendően, mozgó képfolyam tárolása és közvetítése a fő feladata, egy valamiféle számítógépes rendszer által. De ne egy megszokott asztali számítógépet képzeljünk el, hanem az eszköz egyes komponenseit úgy állítják össze, hogy a videó műsorszórás által megkövetelt maximális teljesítményt tudja adni. Tehát gyakorlatilag egy célra optimalizálják őket, egyéb feladatokra nem igazán alkalmas. Egy teljeskörű videószerver az alábbi funkciókat látja el. Első körben videókat gyűjt különféle forrásokból. Ezek, felhasználási céltól függően lehetnek műholdas adatfolyamok, videó kamerák, más videószerverektől származó videók. A megszerzett videókat pedig kodekek segítéségével tömörítve eltárolja, akár ideiglenesen, akár maradandóan. Ez akár többszáz órás tömörített képi és hangi adatfolyamot jelent. De az is beállítható (főként streamelt és azonnal közvetítendő műsor esetén), hogy az átkódolás lépése kimaradjon, hiszen az elég időveszteséges tud lenni. A tárolt videókkal együtt egyéb információkat is számon tart rendezett formában ezek a metaadatok: név, megjegyzések, kategóriák, 9

10 dátum, időkódok, feliratok, stb. A szerveren helyben a videók között szerkesztési, sorbarendezési lehetőségek is vannak. Ez után kezdődik csaka a videó anyagok kiszolgálása, átjátszása egyéb videószerverre (interneten vagy SDI csatlakozón keresztül). Ebben a cél többféle videó csatorna (akár egyidejű) közvetítése, illetve fölvétele, tárolása és lejátszása minőségveszteség nélkül. A broadcast quality jelző meghatározza a műsorszórásra alkalmas minőséget. Egy szabvány vonatkozik erre, hogy milyen minőségi előírásoknak kell megfelelnie a fölvételnek, hogy sugározható legyen. A többcsatornás szinkron szolgáltatáshoz szükséges biztosítani azt is, hogy a több csatorna közvetítéskor az egyszerre történő adatátvitel, illetve letöltés folyamán a csatornák ne zavarjanak be egymásnak, ne keveredjenek össze. A genlock technika alkalmassá teszi ezek rendben tartását. Az előforduló hiba lehet fázis-eltérés (pl. a több csatorna időbeli ütemezésekor előfordulhatnak egyenlőtlen adatátviteli szakaszhosszok, ezeket egy késleltetési változó bevezetésével kompenzálják), ugrálás (ha kapcsolgatjuk a csatornákat, összekeveredhetnek a képek, amit a kép újrabeállításával kezelnek) vagy színelváltozás (összetett műsor használatakor). A videó szerverekhez általában tartozik egy irányító egység is, aminek segítségével automatizálhatjuk, vagy esetleg egészen személyre szabhatjuk a műsorokat, amiket szeretnénk letölteni, megnézni. Az műsor automatizálás működését a Video Disc Control Protocol (VDCP) írja le, a műsorprogramozásra pedig a 9-pin protocol alkalmas. videó szerverhez tartozó lejátszó b) Műsorszórásra A TV műsorszórásban is videó szervereket használnak, ezekben tárolják azt a rengeteg műsoranyagukat. Olvasmányunk többségében a felhasználók felé áramló médiáról esik szó, most egy kicsit közelítsük meg a szolgáltatók felől, akiknél a műsorok összeállítására is lehetőséget kell nyújtson a videó szerver. Különböző kategóriákból tudnak válogatni videókat, ezeket kell úgy elrendezniük, hogy az összeállított műsor legjobban lekösse majd a 10

11 nézőt. Ezt hívjuk műsor programozásnak vagy ütemezésnek, amikor bizonyos stratégiák szerint meg akarjuk nyerni a hallgatóság minél kiterjedtebb körű figyelmét. Ilyen stratégia pl. a blokkosítás (két hasonló kategóriájú műsor egymás után, így az érdeklődés fönnmarad), vagy a keresztbejátszás (egy show műsor fő szálaival megszakítjuk néha a másik műsort, ezzel fölcsigázva a következő adásra a figyelmet), és még sokan hasonlók. Ezek változatos alkalmazásával próbálják elérni a nézőközönség maradását. Egy ilyen műsor-összállítást bizonyos módszerekkel akár automatizálni is tudják, hogy ne legyen szükség humán operátorokra. Bizonyos műsortípusoknál ez magától értetődően egyszerű, például zenecsatornáknál, de bonyolultabb esetekre is vannak kidolgozott módszerek. Elég elkülöníthető kategóriák szerint tartják számon a videó anyagokat. Ez a kategorizálás segíti a műsor automatizálását is. Ilyen kategóriák a következők. Hírek: rövid hír-anyagok a különféle hírhálózatokról (pl. CNN). Nagyszabású események: élő sportközvetítések (ezekhez szokott lenni visszajátszási és lassított lejátszási funkció is). Leírások: tananyagok, segédanyagok, használati utasítások, dokumentumfilmek. Helyi információk nyilvánossá téve, pl. városok számára. Biztonsági felügyelet, kamerázás területvédelem (ez már inkább privát használat). Szórakoztatás: film-előzetesek, zenei videóklipek. c) Privát felhasználás Saját, otthoni célokra is használhatunk videó szervert, vagy akár céges, illetve intézményi használata is igen hasznos tud lenni. Funkcionálisan ezek nem sok eltérést mutatnak az imént említett nyilvános videószerverekhez képest, csak mindent kicsiben csinálnak. Egy tipikus lehetőség, ami korunkra jellemző is, kisebb cégek esetén (1-10 fős), ha kis irodánk van, ennek az informatikai megsegítésében is jó, ha van videó szerverünk. Az ilyen fajta munkastílust SOHO-nak (Small Office/Home Office) mondják, vagyis amolyan kisirodai és otthoni -nak, kvázi az egyéni vagy kiscsoportos vállalkozások sorolhatók ide, akiknek szüksége van számítógépekre és egyéb média vagy kommunikációs rendszerre munkájukhoz. d) Biztonsági rendszerek Egy újabb, nagyon fontos privát fölhasználási területe van a videó szervereknek a biztonsági rendszerek működtetésében. Itt a feladatuk, hogy a biztonsági kamerák analóg jelfolyamát IP-videó folyammá alakítsák. A működés hasonló az IP-kamerákéhoz, amik digitális jeleket küldenek IP-hálózatra. Itt viszont elkülönülhet a kamerától a digitalizálás és a 11

12 hálózati jeltovábbítás feladata, így mindegyik feladatra külön optimalizálható az eszköz, ami a költségeket minimalizálja, az adatmennyiséget pedig maximalizálja. Továbbá, mivel a videószerverek egyszerre több csatornát is képesek földolgozni, a velük létrehozott rendszer még hatékonyabb lehet az összes biztonsági kameránkat rákötésével. Internetes kapcsolata révén gyakorlatilag nemcsak a közelből is monitorozhatjuk a bekamerázott területeinket, hanem a hálózaton keresztül bárhonnan, ahol internet elérésünk van, és hozzáférésünk a Biztonsági rendszer videószerverrel. forrás: /2011/04/01/video-server/ privát csatornához. 6. IPTV Az Internet Protocol Television internetkapcsolaton alapuló, interaktív funkciókkal is rendelkező televíziós műsorszolgáltatást jelent. Az interakciókat tekintve több osztályba is sorolhatjuk az IPTV-s szolgáltatásokat. A legegyszerűbb változatban egy sima élő TVközvetítésről van szó. Az időben eltolható (time-shifted) TV-zés esetén vagy a jelenlegi műsort tudjuk megismételtetni (start-over TV), vagy akár pár órával ezelőtti műsorokat is (catch-up TV). A legkomplexebb (és így a legdrágább) szolgáltatást használók TV-műsortól függetlenül böngészhetnek TV-adások között, amiből szabadon saját műsort állíthatnak össze (VoD). Ezekben az adás megállítására, visszatekerésére, lassítására is van lehetőség. Az IPTV fogalmát gyakran összekeverik az Internet TV szolgáltatással, (ami általában helyi TV-csatornák internetes szimpla közvetítését takarja), a WebTV-vel (ami ennél is egyszerűbb, 12

13 egy-egy pl. heti sorozat közvetítésekor funkcionál TV-ként, egyébként egy archívum régi műsorokból). Az IPTV ezeket minőségben és funkcionálisan is jóval felülmúlja, teljesen más szolgáltatás. a) Elterjedtsége Kialakulását tekintve nehezen indult útjának ez a szolgáltatás, de köszönhetően a sávszélesség gyorsan növekvő lehetőségeinek, manapság kb. 50 millió IPTV-előfizető van világszerte (ez alapján), ami komoly konkurrenciát jelent a kábeltv-szolgáltatókkal szemben. A nagy sikerre való tekintettel viszont a TV csatornáknak is egyre inkább igénye, hogy IP alapon is sugározhassák adásukat. Egyelőre viszont még mindig nem olyan elterjedt az IPTV HD minőségű kihasználása (ami a legnagyobb felhasználói élményt jelentené), hiszen ehhez megfelelő sávszélesség is kell. A normál (SD) minőségű TV-adáshoz kb. 2 Mbps állandó letöltési sebesség szükséges, HD minőséghez pedig 8-10 Mbps. Ezek persze párhuzamosan használt eszközönként, illetve csatornánként fölszorzódnak. Jelenleg az internetszolgáltatások ezt a sebességet a legtöbb országban jóval meghaladják, de az erre előfizetők száma, aránylag, gyakran még nem tart itt. IPTV-szolgáltatást többnyire rézhuzalos vagy optikai szálas internethálózaton hoztak létre, viszont hazánk büszkélkedhetik azzal a ténnyel, hogy elsőként vezette be ugyanezt kábeltv-s hálózaton: a T-Home tette ezt meg június 11-én. Ez a szolgáltatás által sokkal nagyobb letöltési sebességre tehet szert, így jobban megvalósítható a HD minőség is. Hálózati átalakítás sem szükséges a szolgáltatás kiépítéséhez, mindössze egy komolyabb modemberendezés kell az ügyfél lakóhelyén. (forrás) b) Működése A telekom cég a létező videó stream-eket a műholdakról betölti, és saját maghálózatában tárolja általában már MPEG tömörítés és IP-kötegekre bontás után. Ettől kezdve a többi hálózati tartalommal és lehetőségekkel tud továbbítódni az előfizetői felé. A minőségi szempontok betartása érdekében az IPTV-s csomagok megfelelő prioritás-jelzőt is kapnak a fejlécükben. Így lehet kiszűrni a késleltetést, töredeződést az egyik végponttól a másikig tartó felügyelettel biztosítja a telekom cég az előfizetője számára a működő szolgáltatást. A szolgáltató videótárhelyétől egy ún. helyi irodán keresztül megy tovább a videóstream, ahol 13

14 a felhasználói jogosultságok ellenőrződnek, illetve a streamhez hozzáadódnak a megfelelő TV-műsor elemek, pl. reklámok előfizetés szerint. Ámde a helyi irodában nagy torlódás keletkezne, ha mindenki egyszerre különböző műsort akarna fogni Ezt elkerülendő, úgy van megoldva, hogy az, egyszerre csak néhány csatornát fogad. Ha a felhasználó csatornát vált, még nem tud rögtön adást váltani, csak átkapcsol egy másik multicast-csoportba, közben a helyi iroda ellenőrzi a jogosultságokat, és ha rendben van, akkor csak az éppen aktuális neki IPTV működése IPTV triple-play csomag (lásd alább) szóló információt továbbítja vissza a TV-néző felé. (Bővebben: itt, ill. eredetiben itt.) c) Szolgáltatás, technológiák Általában kétféle szolgáltatási formában fordul elő: a triple-play csomagban (TVinternet-telefon), illetve önálló szolgáltatásként. Használatához egy számítógép vagy egy settop-box szükséges. Mivel a TV mellett nem mindenki szeret állandóan bekapcsolva tartani egy számítógépet is, ezért népszerű a set-top-boxos változat, és így sokan ezt választják, pedig a számítógépen keresztüli változatból kihagyható a set-top-box. MPEG-2 vagy méginkább MPEG-4 tömörítéssel érkezik a videófolyam a hálózaton, élő műsorközvetítés esetén multicast technológiával, vagyis ugyanaz az adatfolyam egyszerre több számítógépre is megérkezhet. (VoD esetben az egyéni műsor miatt unicast a műsorletöltés.) A fent említett alapvető interakciókon túl is vannak lehetőségek: például egy sportmérkőzésen a játékosokról információkat olvashatunk, megnézhetjük más szögből is az egyes pillanatokat, lelassíthatunk egyes jeleneteket. Videó anyagokon kívül képeket is 14

15 nézhetünk, vagy zenét is hallgathatunk a szolgáltatás keretein belül. Akár távolról is időzíthetünk fölvételeket, vagy beállíthatjuk a gyerekzárat. A csatornák programjai böngészhetők, sőt az előfizető akár saját ízlése szerint is összeállíthatja magának erről a megnézendő műsorokat, és bármikor lejátszhatja, ugrálhat bennük ha előfizetési csomagjában ez a szolgáltatás is benne van. Ez az utóbbi a már többször is emlegetett Video on Demand (VoD) szolgáltatás, ami magyarul igény szerinti videózást jelent. Helyi hálózatokon is alkalmaznak IPTV-t általában egy cégen vagy intézményen belüli videó megosztás vagy közvetítési céllal, pl. távoli konferenciák lebonyolításakor szokták alkalmazni. Ezeknél hagyományos TV vevőkészülékeket használnak IPTV kódolóval, illetve az IPTV-átjárók fogják az MPEG formátumú adatfolyamot az IP-hálózatra küldeni, ahol multicast módon továbbítódnak. Egy érdekes magyar nyelvű fölmérést találhatunk itt arról, hogy mennyire ismeri a lakosság az IPTV-t, és annak szolgáltatásait, egyáltalán milyen TV-zési igényeik, szokásaik vannak. 7. Videómegosztás weben a) Videó szolgáltató szerverek Igaziból az intertetet kihasználó legelteredtebb szolgáltatások nincsenek is már TVadáshoz kötve. Gyakorlatilag, amit a digitális vagy IPTV-knél VoD-nak nevezünk, ahhoz egyszerűen csak egy weblap szükséges, ami kiszolgál videókat, és megfelelő mennyiségű videó alapanyag. A videók kiválasztásában rejlik tehát a különbség, aminek számtalan jogi aspektusa is van, tehát az említett szolgáltatások ezeken alapszanak. A 2000-es években létrejöttek (illetve voltak már korábban is) és elterjedtek a különféle szabadabb videómegosztó weblapok. Ezek korábban intézményi archiválásra szolgáltak, de később egyre inkább nyílttá váltak bárki számára. Aki regisztrál, föltölthet saját videót. Ezen kívül regisztráció nélkül keresni lehet a videók között. Közösségi szemszögből ez azt eredményezi, ha rengeteg embernek rengeteg videója van, amiket ha mind föltöltenek, kialakul egy hatalmas videóhálózat, ahol bárki szabadon nézegethet mindenféle videóanyagot. Természetesen, megóvandó a sok illegálisan megosztott tartalomtól, a videószerver szolgáltatónak jogilag ellenőriztetnie kell a videók eredetét, és lehetőséget kell biztosítani arra, hogy különböző feltételeknek, szűrőknek megfelelően jelenhessen csak meg 15

16 az adott videó. Például csak bizonyos országokban elérhető, vagy a szerzői jog tulajdonosának reklámjával tehető ki. A videómegosztók összehasonlítására találhatunk egy táblázatot a Wikipédián: az alapítás ideje, feltöltött videók száma, reklámozottság, letölthetőség, feltölthető videó formátumokon kívül streaming információkról (formátum, felbontás, korlát, stb.), és az oldalak forgalmáról is szép táblázatokat láthatunk. Természetesen vegyük figyelembe, hogy nem feltétlenül a legfrissebb adatok találhatók rajta, de azért jó közelítés. A statisztikákból kitűnik, hogy a YouTube kimagaslóan sokkal népszerűbb, mint a többi. b) YouTube 2005 tavaszán készítette el három PayPal-os fejlesztő, év végére már napi 8 millió nézettséggel be is indult októberében, fölismerve a benne rejlő nagy lehetőségeket, a Google fölvásárolta 1,65 milliárd dollárért ben újabb országokban, illetve mobilváltozatban is elérhető lett. Egyre több hangsúlyt kezdtek fektetni a közösségi mivoltába, elindultak a csatornák elején percenként 10 órányi videóanyag került feltöltésre. Kommentálni lehet a videókat, feliratokat hozzáadni, a HD-minőségű videók is megjelentek től az élő közvetítések (pl. koncertek) is elindultak, továbbá a 3D és a full HD lehetőségek is létrejöttek ben átlépte a napi nézettség a 2 milliárd videómegtekintést, percenként 1 napnyi videóanyagot töltenek föl elején pont kétszer ennyi ez a mennyiség (vagyis naponta 8 évnyi új videó kerül feltöltésre!). Azóta a videószerkesztés, zenei előadók csoportosítása, közösségi hálózatokon való könnyű megosztás, és számos egyéb újdongság is hozzáadódott a szolgáltatások listájához. A YouTube-on a kezdetek óta Flash videó formátumú a videólejátszás, amihez Adobe Flash Pluginra van szüksége a böngészőnknek óta viszont a HTML5 beépített multimédia támogatásának köszönhetően viszont elvileg erre sincs szükség, ám ez még nem kapott teljes támogatást, hiszen nem minden böngésző készült még föl a H.264 vagy WebM formátumok lejátszására. A feltölthető videó formátumok: avi, mkv, mov, mp4, divx, flv, ogg, ogv, mpeg-4, mpeg, vob, wmv, 3gp. c) Új technológiák: WebM/VP8 és WebP A WebM egy jogdíjmentes, nyílt forráskódú audió-videó formátum, a HTML5-ben ez lett a szabványos videó formátuma is. Ebben a VP8-as a videó tömörítő, audió kodekje a Vorbis. Az 16

17 alap elképzelés szerint a HTML5-öt biztosító böngészők le kell tudják játszani a WebM formátumú videókat. Erre egyelőre a Mozilla Firefox 4+, Opera , Google Chrome 6+, és az Internet Explorer 9+ (a legutóbbi egy kodek telepítését is igényli) böngészőverziók adnak lehetőséget. Nemcsak a böngészők fogadták el elég hamar ezt a formátumot, a legtöbb média lejátszó program is (pl. VLC, WinAmp, stb.), és a támogatottság csak bővülni fog. A formátum fejlesztését a Google szponzorálja, ő döntött úgy májusában, hogy nyílttá teszi ezt a kódolást kvázi ennek köszönhető, hogy a HTML5 szabványába építhette. Ugyanis az előírás (szabványjavaslat) eddig a H.264 kódolás volt, ami MPEG-4-es videókodeket használ, és a mai legtöbb média anyag ebben készült. Viszont ez noha ingyenes, de nem nyílt szoftver, és félő, hogy az ingyenes támogatottsága is megszűnik. Ebben viszont a WebM-nek egyértelműen előnye van. A YouTube is elindította kísérleti HTML5 módját, amit a felhasználó ki és be tud kapcsolni magának a oldalon. Kipróbálva, azt tapasztaltam, hogy nem minden böngészőben működik ez tökéletesen, mégha a böngésző alapvetően támogatja is a WebM-et. Ami hibát találtam, az Google Chrome-ban jött elő, és az extra információkkal kapcsolatos, ami a lejátszáson túli funkció. A videók egér jobbklikkre fölkínálnak egy helyi menüből több lehetőséget, mint pl. az URL kimásolását, felugró ablakban való megnyitást, stb. ha egy ilyen kimásolható információt választunk, a videó felett megjelenő link elúsztatja a videót, és így gyakorlatilag nem nézhető a videó kényelmesen (csak az oldal újrabetöltésével). Lásd ezt az alábbi ábrán: 17

18 A WebP a VP8-as tömörítő intra frame kódolóján alapuló veszteséges tömörítést alkalmazó formátum. Szintén Google-fejlesztés, a WebM születése és sikere után a hatékony állókép formátumot is létre akarták hozni. Az elgondolás szerint a weblapok bájtjainak 65%-a képi anyag, ha ezt sikerül leredukálni, akkor az internet forgalmat is jelentősen sikerülne csökkenteni. Felméréseik szerint 39%-kal lehetne csökkenteni az átlagos fájlméretet anélkül, hogy ez szemmel látható minőségbeli különbséget okozna. E szempontból tényleg hatékonynak mondható a WebP, viszont nem lett nagy sikere, sőt, egy olyan jelentős cég is, mint a Mozilla, egyenest ellene van az új képformátum bevezetésének. Kezdetben sokmindent még nem támogatott a WebP (mint a képanimálást, vagy az alfa-csatornát), amit azóta azért megoldottak a fejlesztői. De ezen kívül sok más érv szólt a WebP ellen. Így változó, hogy melyik böngésző vagy egyéb program támogatja. A Chrome-on kívül csak az Opera fogadta el, a képszerkesztő programok zöme az újabb verziójában, vagy pluginok formájában meg tudja jeleníteni. (Picasa 3.9, IrfanView 4.32, stb.) Pontosabban, egy kodek telepítése szükséges mindenek előtt operációs rendszerünkben. Tapasztalataim szerint méretben valamennyivel kisebb fájlméretű a WebP formátumú kép, mint a JPEG, minőségében nagyjából ugyanolyanok, illetve ha fölnagyítom a képet, a JPEG-nél amikor elkezd kockásodni a képrészlet, ott a WebP-nél még simább, tehát gyakorlatilag kicsit jobb a WebP minősége. d) HTML5: <video> A HTML korábbi történetében az <object> és az <embed> jelölők voltak használhatók videó beágyazására, amiknek eredeti célja gyakorlatilag bármilyen külső fájl csatolása a weblaphoz. Az, hogy ez után hogyan jelenik meg az oldalon, meglehetősen a böngészőre és a telepített pluginjaira volt bízva. Tehát mintegy nyakatekert megoldások voltak, szemben a HTML5 újításával, ami nagy támogatást ad a videó (és audió) fájlok használatára. Az előtt a fejlesztőnek saját flash lejátszó programot kellett írnia vagy beszereznie, hogy benne meg tudja jeleníteni flashvideóját, vagy külső pluginok telepítésére kellett kényszerítenie a felhasználó kliensét. A HTML5 mindettől megszabadít, tehát mind fejlesztői, mind felhasználói oldalról egyszerű videókezelést nyújt. Nézzük meg, hogyan: 18

19 <video src="mozi.webm"></video> <video id="vid1" width="320" height="240" controls="controls" poster="nyitokep.jpg"> <source src="mozi.webm" type="video/webm" /> <source src="mozi.mp4" type="video/mp4" /> <source src="mozi.ogg" type="video/ogg" /> A böngésződ nem támogatja a HTML5-öt, ezért látod ezt az üzenetet egy videó helyett. </video> A controls attribútum teszi ki a lejátszógombokat, hangerőszabályozót, stb., a poster -rel megadhatunk egy nyitóképet betöltéskor, ugyanitt felsorolhatnánk autoplay vagy loop lehetőségeket (egybőlindítás, ismételt lejátszás), és még sok mást is. Vagy az src attribútumban adjuk meg a videónk forrásfájlját, vagy külön belső <source> jelölőn belül. Ez utóbbi esetben, ha nem vagyunk benne biztosak, hogy az adott formátumú videónkat minden böngésző jól fogja megjelenítheti, több alternatív forrást is megadhatunk, illetve egy mentőszöveget, ha a böngésző egyáltalán a <video> jelölőt nem támogatja. Ami újdonság, hogy ez a <video> elem már annyira a DOM (Document Object Model) része, hogy egyszerű javascript függvényhívásokkal irányítani tudjuk. Például: lejátszást elindítani [vid1.play();], megállítani [vid1.pause();], átméretezni [vid1.videoheight=300;], újrabetölteni [vid1.load();], hangerejét állítani [vid1.volume=0.8;], stb. a videónkat, hiszen annak állapota (méret, idő, ahol tart, hangerő) is számon van tartva. Erre, és a HTML5 <canvas>-ra építve (amivel különböző geometriai alakzatokat tudunk rajzolni), gyakorlatilag Flash ismerete nélkül puszta HTML-kóddal föl tudjuk építeni saját videólejátszónkat. Akár interaktív TV-t is készíthetünk, hiszen minden kattintásra és videó állapotot-változásra tudunk javascript-eseménykezelőt írni, irányítani tudjuk a videó stream betöltését is, az elakadást is el tudjuk kapni és kezelni, tehát mindenünk megvan hozzá. Ettől kezdve csak a kreativitásunkon múlik, hogy mit alkotunk (Illetve megfelelő verziójú böngésző is szükséges, de ezen kívül nincs gondunk, mivel mára mindegyik fő böngésző támogatja a <video> jelölőt, noha néhol sajátosságokkal.) 19

20 8. Összefoglalás Összességében láthattuk tehát, hogy az emberi fantázia és tudás mikre képes együtt, hol tart jelenleg az emberiség vizuális élményeinek megosztási előrehaladtsága. Nem is egy, hanem sokféle úton-módon lehetőségeink vannak a kényelmes és saját igényeink szerinti videók megtekintésére. A szolgáltatók sem restek, ezen igényekre támaszkodva számtalan csomagot ajánlanak előfizetőiknek, melyekben a mögöttük rejlő technológiák olyan szintűek, amikről évtizedekkel ezelőtt csak a sci-fi fantáziafilmekben próbáltak okoskodni. Megnéztünk közelebbről néhány hálózati protokollt, majd néhány egyszerűbb, de modern videó-, illetve hangközvetítő rendszert (webcast, webtv, VoIP). A továbbiakban a telekommunikációs szolgáltatók által leggyakrabban kínált digitális műsorszórás (DVB) feltételeit és megvalósulását jártuk körül. A használatos videó kiszolgáló szerverek funkcióiról is megtudtunk több mindent, s azt is, hogy akár magunk is fölhasználhatjuk saját céljainkra. Majd ismét egy elterjedőfélben levő nagy szolgáltatást tekintettük meg, ez volt az IPTV; és legvégül, gyakorlatiasabbra fordítva a szót, TV műsorszórástól független videómegosztókról, például a YouTube-ról, illetve az általuk alkalmazható legújabb webes technológiákról: a WebM-ről, illetve a HTML5 <video> lehetőségeiről gyűjtöttünk tapasztalatot, néztünk példát. Remélemjük, sikerült egy jó rálátást kialakítanunk a jelenünk metszetében nézett számtalan és remekül megvalósított nagy digitális műsorszóró szolgáltatásokra és technológiákra. 20