Forrás jelek IPTV / OTT hálózatokhoz

Átírás

1 Forrás jelek IPTV / OTT hálózatokhoz

2 Fogalmak Broadcast / multicast / unicast Broadcast: Pont Multipont összeköttetés. Az adó címzés nélkül minden vevőnek küldi a jelet, gyakorlatilag csak szétosztás történik, és minden elérhető vevőkészüléknél megjelenik az adó által küldött üzenet. Unicast: Az unicast kommunikáció egyetlen küldő és egyetlen fogadó közti üzenetváltás. Így ha több felhasználó egyszerre kéri le ugyanazt az adatot a szerverről, mindenki külön kommunikációs folyamatban kapja azt meg. Multicast:Pont Multipont vagy Multipont Multipont kommunikáció. Azt jelenti, hogy egyszerre több fogadó fél fele is továbbítják a kért adatokat. Ezzel az eljárással gazdaságosabb a sávszélesség kihasználása, mint az unicast módszer esetében. A feladó(k) a vételi eszközök egy meghatározott csoportjának küldi a jelet. Élő vagy folyamatos streamelés-nél használják, felügyelt hálózaton.

3 Fogalmak IPTV: IPTV (Internet Protocol Television) olyan digitális televíziós műsorszolgáltatás, melyet zárt, helyi hálózaton (LAN) keresztül, IP szabvány használatának segítségével nyújtanak. A technológia lehetővé teszi a kétirányú kommunikációt, így a felhasználók a hagyományos kábeltelevíziónál több szolgáltatást kaphatnak. IPTV-szolgáltató maga menedzseli a tartalomszállítást, és felelősséget is vállal a szolgáltatás minőségéért, pl. a sávszélességért és a hozzáférhetőségért. QoS management. OTT: Az utóbbi években megjelent OTT ( over-the-top ) modell azt jelenti, hogy a tartalomszolgáltató a médiatartalmat egy tőle független hálózaton (a gyakorlatban a nyílt interneten keresztül) terjeszti. Az OTT-szolgáltató a szolgáltatás minőségét teljesen nem tudja kézben tartani. Az átviteli hálózat és annak minősége nem ismert és nem kontrollálható. OTT-ről akkor beszélünk, ha a tartalmat megjelenítő eszköz ugyan az interneten keresztül kapja a szolgáltatást de nem böngészőből éri azt el, hanem egy middleware-en, vagy applikáción keresztül. A szolgáltatás környezetét és felületét általában a szolgáltató biztosítja.

4 Fogalmak Internet / Web TV: Az internet-tv vagy WebTV általában internet útján közvetített (élő) televízió műsor. Célja az adott csatorna szélesebb körben való terjesztése. A megjelenítő eszköz a legtöbb esetben PC, vagy mobil eszköz, mely egy browser-rel kapcsolódik az internethez. A videó tartalom pedig egy kis lejátszó ablakban jelenik meg. Streaming Olyan adatátviteli technika, amely különféle média tartalmak gyors továbbítását, letöltését teszi lehetővé az interneten keresztül. Az adott fájlt nem egy tömbben kezeli, hanem csomagokra bontva továbbítja, ezért a felhasználó lényegesen gyorsabban megnézheti az adott videó-, vagy audiófájlt, és így live műsorok terjesztésére is alkalmas. Multiscreen: Multiscreen szolgáltatásnak hívjuk azt a jeltovábbítási formát, ahol egyazon videójelet többféle formátumban, felbontásban, (és bitsebességgel) juttatunk el különféle megjelenítő eszközökre, úgy mint TV készülék, tablet, mobil telefon és számítógép.

5 Fogalmak Multicast formátumok és Protokollok UDP / RTP / RTSP/ RTCP: Az UDP (User Datagram Protocol) egy kommunikációs protokoll, amely az IP protokoll segítségével gondoskodik arról, hogy egy bizonyos adategység akadálytalanul eljusson egyik géptől a másikig. Az üzeneteket, hasonlóan a TCP-hez, csomagokra bontva továbbítja, azonban a TCP-vel szemben nem ellenőrzi az adatok sértetlen átvitelét, ezért nem képes az elveszett vagy sérült csomagok pótlására. Ezen kívül a fogadás sorrendjét sem garantálja a vételi oldalon. Ezen jellemzői miatt az UDP-t kizárólag olyan esetekben alkalmazzák, ahol a küldött adatok viszonylag kis részének elvesztése nem okoz működési problémát, sőt, esetleg kívánatos is (pl. torlódás esetén), mint pl. a műsorszórás; vagy ahol ezen hibák korrigálásáról egy magasabb szintű protokoll gondoskodik.

6 Fogalmak Multicast formátumok és Protokollok UDP / RTP / RTSP/ RTCP: Az RTP (Real-time Transport Protocol) az a szabvány, amely biztosítja, hogy a streaming során az adott multimédiás tartalom valós időben történő átvitele megtörténjen unicast és multicast szolgáltatásokon keresztül is. Működése összekapcsolódik az RTSP-vel, amely az irányítás feladatát látja el. Az RTSP (Real-time Streaming Protocol) a streaming egyik alapszabványa, amely lehetővé teszi egy kliens számára, hogy a szervert távolról irányítsa, és olyan parancsokat adjon, mint a lejátszás vagy a szünet. Ez a szabvány nem felel a tulajdonképpeni tartalom átviteléért, ez már az RTP protokoll feladata, hanem csak az irányításért. Az RTCP (Real-time Control Protocol) szerepe a streaming során átvitt tartalmak minőségét ellenőrizni. Vagyis ez a szabvány nem magát az adatátvitelt irányítja (mint az RTP), és nem a parancsok működését biztosítja (mint az RTSP), hanem időről-időre ellenőrző csomagokat küld ki, amelyek a megfelelő minőségű adatátvitelt ellenőrzi: statisztikát készít a kapcsolat minőségéről, a küldött byte-okról és csomagokról.

7 Unicast jeltovábbítási formátumok: Formátumok, Codecek, konténerek Output Stream Formats & Containers 3GP (3GPP) MPEG Transport Streams (.ts,.m2t) Apple HLS MPEG-DASH (MP4 and ISO) Adobe Media Server (RTMP / F4F / F4V) QuickTime Self-Contained (.mov) Adobe HDS Save as File to Local or Network Storage CableLabs Compliant Option (MPEG-TS) TCP / IP Elementary Streams UDP Microsoft Smooth Streaming (ISMV) Ultraviolet (CFF, UVU) Microsoft Windows Media (WMV / ASF) MP4

8 Fogalmak Adatptív streaming Adaptive bitrate streaming egy technikai eljárás a multimédiás streamek nyílt / publikus IP hálózaton történő továbbítására. Míg a legtöbb zárt IPTV hálózaton olyan videó streaming protokollokat alkalmaznak, mint az RTP RTSP, az adaptív streaming szinte kizárólag a HTTP-vel történik, és célja, hogy hatékonyan működjön olyan nagy és nyílt elosztó hálózatokon is, mint például az interneten maga. Úgy működik, hogy érzékeli a felhasználó sávszélesség és processzor kapacitást valós időben, és ennek megfelelően beállítja a maga számára legmegfelelőbb profile-t sávszélesség és felbontás szempontjából. Ehhez a forrás oldalon multiscreen transcodereket kell használnunk. A Kliens oldali player feladata kapcsolgatni az erőforrásoknak és a sávszélességnek megfelelő streamek közt. Az eredmény nagyon alacsony buffering, rövid start idő, és nézhető videó jel.

9 Adatptív streaming szabványok Adaptív streaming előnyei Jobb végfelhasználói élmény: a felhasználó a legjobb lehetséges minőségű felbontást kapja minden időpillanatban Jól együttműködik tűzfalakkal, CDN rendszerekkel Támogatja szinte valamennyi képernyős felhasználási módot (TV, PC, tablet, telefon) Lehetővé teszi műholdas és kábel szolgáltatóknak IP alapú elosztás megvalósítását: hagyományos és IPTV konvergencia

10 Adatptív streaming szabványok Adaptív streaming hátrányai Beruházást igényel: több kódoló, nagyobb tárolókapacitás Növekszik az üzemeltetési költség (Sok konténer és szegmens profilonként és kódolási módonként) Összetettebb monitorozás és hibakeresés A szolgáltató elveszti a kontrollt a végfelhasználói minőség fölött Nem hatékony sávszélesség szempontjából Sokféle, nem egységes szabvány létezik Gyors csatornaváltások a legalacsonyabb bitsebességet eredményezik: a minősége gyenge lehet az első másodpercekben

11 Adatptív streaming Legelterjedtebb adaptív stream formátumok: Apple HLS - Apple HTTP Adaptive Live Streaming Microsoft Smooth Streaming MPEG-DASH AdobeHDS - Adobe Dynamic Streaming for Flash

12 Adatptív streaming szabványok

13 Adatptív streaming szabványok

14 Hogyan álltunk elő egy HLS streamet? Adatptív streaming Lépések: Egy bármilyen jelforrásból érkező jelet H AAC formába tömöríteni kell MPEG-TS formátumban. Különböző profile-ok létrehozása Bitsebesség Felbontás Szegmentálás A különböző steameket egyesével 10 mp-es darabokra (chunks) vágjuk, majd ezek sorrendjéről készítünk egy playlist-et(index file). A szegmentáló egységet szokás még Packager-nek is hívni. Opcionálisan, a Szegmentáló minden egyes chunk-ot külön be tud kódolni egy DRM segítségével, majd a kulcs file-okat átadja a DRM-nek és az indexfile-ban megjelöli őket. Ha a playlist (index file), elkészült az egészet átadja az Origin (Http) szervernek.

15 Többsebességű kódolás és Időszegmentálás

16 Mi történik a kliens oldalon? Adatptív streaming Kliens oldal A klines letölti a streamet jelölő URL-ről az index file-t. Az index file elmondja a kliensnek, hogy hol találja meg a chunk-okat. Mindegyiket egy saját URL-lel. Ezeket elkezdi letölteni a bufferba, majd elegendő telitettség esetén elindítja a lejátszást. Amennyiben a chunk kódolva érkezett az ehhez tartozó kulcsot is egy linkről lehet letölteni, amit szintén az index file tartalmaz. Ha multiscreen adatfolyamról beszélünk az index file annyiban módosul, hogy az elsődleges index file egy listát tartalmaz minden egyes profile-hoz tartozó másodlagos index file-okról ami már az egyes streamekre vonatkozik

17 Adatptív streaming

18 Multiscreen adatptív streaming

19 CDN CONTENT DELIVERY NETWORK A Content Delivery Network, vagy tömörebb és közismertebb nevén a CDN, az internetes adatközlés egy viszonylag új fogalma, pontosabban szólva egy szolgáltatás az adat-továbbítás megkönnyítése érdekében. Az utóbbi néhány évben kezdett teret hódítani, és mára már szinte nyomon követni sem lehet, annyi CDN szolgáltató jelent meg a piacon. A CDN biztosítja az adatokhoz való gyors hozzáférést, földrajzi elhelyezkedéstől függetlenül, lehet az a hely szinte a világ bármelyik pontján. A CDN egy számítógépes hálózat, amelynek szerverei földrajzilag eltérő helyen vannak elhelyezve. Ezek a csomópontok másolatokat tartalmaznak a továbbítani kívánt adatokról. Így a végfelhasználó számára az adatok nem az eredeti szerverről érkeznek, hanem a hozzá legközelebb eső csomópontról. Így maximalizálódik a kliensek számára a hálózati sávszélesség, és mivel a kliensek nem ugyanazt a központi szervert használják, így elkerülhetőek a szerver-közeli torlódások is. Számos CDN szolgáltató jelent meg az utóbbi 2-3 évben. Ezek közül vannak egyszerűbb, ingyenes szolgáltatások, de vannak olyan cégek is, amelyek jóval komplexebb szolgáltatást nyújtanak pénzbeli juttatás ellenében. A kereskedelmi szolgáltatók mindegyike a továbbított adatmennyiség alapján állapítja meg az árat, általában az egység TerraByte/hónap

20 CDN CONTENT DELIVERY NETWORK Ingyenes szolgáltatók: Cloudflare Coral Content Distribution Network FreeCast MediaBlog PeerCast Fizetős szolgáltatók Akamai Technologies Amazon CloudFront Bitgravity CacheFly, CDNetworks PantherExpress Chinacache, Clook CDN Cotendo, EdgeCast Networks

21 Eszközök IPTV / zárt hálózat DVB Vevő Input: DVB S, DVB-C, DVB-T, IP MPTS, ASI Output: IP multicast SPTS H.264, MPEG-2 video codec Encoder / Transcoder Input AV, HDMI, SDI IP MPTS, IP SPTS, ASI Output H.264, MPEG-2 video codec IP SPTS multicast OTT / nyílt hálózat Encoder/Transcoder (multiscreen) Input AV, HDMI, SDI IP MPTS, IP SPTS, ASI H.264 v MPEG-2 codec Output H.264 video codec + AAC Audio codec IP http adaptive streaming Segmenter (Packetiser) Input IP http adaptive stream, Single-profile vagy multi-profile Output http adaptive stream chunks + index file(s) Origin server + CDN

22 Rendszertechnika

23 Eszközök DVB vevőkészülékek:

24 Eszközök Encoderek és Transcoderek

25 Eszközök Streamer : (Packetiser, Origin Server)

26 Eszközök Köszönöm a figyelmet!