Ak.god. 2014./2015.
Diplomski studij
Informacijska i komunikacijska tehnologija:
Telekomunikacije i informatika
Umrežavanje sadržaja
5.
IPTV: arhitektura i standardi
Zavod za telekomunikacije
Sadržaj
Definicija usluge IPTV-a
Osnovne usluge u IPTV-u
Tržišni potencijal usluge IPTV-a
Arhitektura sustava i tehničke karakteristike
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 2 od 36
Zavod za telekomunikacije
Prednosti digitalne TV u odnosu na analognu TV
poboljšan doživljaj gledanja
kvaliteta slike i zvuka, stotine novih kanala
povećana pokrivenost signala
kvaliteta usluge je savršena sve dok signal ne postane preslab za
primanje
povećan kapacitet i ponuda novih usluga
korištenjem digitalnih tehnologija operatori usluga mogu prenositi
više informacija nego što je to moguće analognim sustavima
povećana pristupna fleksibilnost
pristup digitalnom sadržaju moguć je širokom asortimanu uređaja od
mobitela do osobnih računala
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 3 od 36
Zavod za telekomunikacije
Definicija IPTV
IPTV je oblik isporuke skupa višemedijskih usluga korištenjem namjenske (kontrolirane) IP mreže i širokopojasne konekcije do TV uređaja
Što nije IPTV Jedinstvena video usluga
Oblik kompresije videa
Gledanje videa putem Interneta
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 4 od 36
Zavod za telekomunikacije
“Službena” definicija
Prema radnoj grupi ITU-T FG IPTV (International
Telecommunication Union Focus Group on IPTV):
„višemedijske usluge koje isporučuju korisnicima razne
digitalne sadržaje, primjerice televizijski program, video,
audio, tekst, slike, ili podatke, preko mreža temeljenih na
protokolu IP, a uz podršku za zahtijevanu kvalitetu usluge
(QoS) ili doživljaja (QoE), te definirani nivo sigurnosti,
interaktivnosti i pouzdanosti“
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 5 od 36
Zavod za telekomunikacije
Usporedba IPTV i Internet TV/video usluga
IPTV Internet TV Internet Video
Operatori MaxTV (HT), U-verse (AT&T), Orange TV (France Telecom)
Joost, Zattoo i Babelgum Youtube
Metacafe
Korisnici Samo pretplatnici, zatvorena
mreža Besplatno, financiranje od
reklama Besplatno, financiranje
od reklama
Usluge Emitiranje TV programa uživo, video na zahtjev, interaktivne
usluge
Video na zahtjev i/ili emitiranje TV programa uživo u okruženju
koje omoguduje istodobno izvršavanje više zadataka
Samo video spotovi, kratki filmovi
Mreža IP platforma, kontrolirana
mreža Javni Internet, peer-to-peer Javni Internet
Video produkcija
Samo profesionalni video sadržaj
Samo profesionalni video sadržaj
Samo amaterski sadržaj
Video kvaliteta Kontrolirana kvaliteta usluge (QoS), (MPEG2 ili MPEG 4)
Kontrolirana kvaliteta usluge (QoS), MPEG 4
Nekontrolirana kvaliteta usluge;
Oprema STB sa TV-om ili PC-om PC PC Razlučivost Cijeli TV ekran Skoro cijeli TV ekran QCIF/CIF
Autorska prava Sadržaj je zaštićen DRM-om Sadržaj je zaštićen DRM-om Sadržaj nije zaštićen
Komercijalno uvođenje usluge
Pruža se u ograničenim geografskim područjima
Pruža se samo u probnim fazama rada
Potpuno dostupna
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 6 od 36
Zavod za telekomunikacije
Sadržaj
Definicija usluge IPTV-a
Osnovne usluge u IPTV-u
Tržišni potencijal usluge IPTV-a
Arhitektura sustava i tehničke karakteristike
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 7 od 36
Zavod za telekomunikacije
Osnovne usluge IPTV-a prema Open IPTV Forumu
Višemedijska usluga za prijenos TV programa “u živo”
Usluga videa na zahtjev (Video on Demand – VoD)
Usluga s plaćanjem po odgledanom sadržaju (Pay Per View
– PPV)
Usluga osobnog videorekordera (Personal Video Recorder –
PVR) tj. vremenski pomaknute TV (Time-shifted TV).
Programski vodič (Electronic Program Guide – EPG),
podsjetnik
Pregledavanje weba (YouTube, Facebook)
Interaktivne aplikacije, usluga poručivanja
Roditeljska zaštita (Parental control)
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 8 od 36
Zavod za telekomunikacije
Višemedijska usluga za prijenos TV programa “u živo”
paketski prijenos struje audia i videa u privatnoj mreži operatora
posebno dimenzionirana za prijenos IPTV sadržaja
pružatelj usluge može kontrolirati kvalitetu usluge
prijenos: multicast
Standardi: TV standardne razlučivosti (Standard Definition TV,
SDTV) i TV visoke razlučivosti (High Definition TV, HDTV)
Prijamni sustav i
obrada videa (kompresija)
policy
control
MGW MGW
Provjera mrežnih
resursa
multicast
MGW – multimedia gateway
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 9 od 36
Zavod za telekomunikacije
Video na zahtjev
odabir i pregled sadržaja u stvarnom vremenu iz tzv.
videoteke (spremišta video sadržaja)
Klasična struja audia i videa
Sadržaj se prenosi direktno i zasebno za svakog korisnika
prijenos: unicast
višemedijski
poslužitelj
policy
control
MGW MGW
Provjera mrežnih
resursa
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja
unicast
10 od 36
Zavod za telekomunikacije
Unicast/Multicast za IPTV
Izvor: Network infrastructure for IPTV - Ericsson
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 11 od 36
Zavod za telekomunikacije
Sadržaj
Definicija usluge IPTV-a
Osnovne usluge u IPTV-u
Tržišni potencijal usluge IPTV-a
Arhitektura sustava i tehničke karakteristike
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 12 od 36
Zavod za telekomunikacije
Vrste prometa pri fiksnom širokopojasnom pristupu
Izvor: Network infrastructure for IPTV - Ericsson
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 13 od 36
Zavod za telekomunikacije
Tržišni potencijal IPTV-a u svijetu (1/2)
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja
Izvor: Point Topic Ltd, UK, June 2012
14 od 36
Zavod za telekomunikacije
Tržišni potencijal IPTV-a u svijetu (2/2)
0
5
10
15
20
25
1. tromjesečje 2013.
1. tromjesečje 2012.
2. tromjesečje 2011.
u m
ilijunim
a
Zemlje s najvećim brojem korisnika IPTV-a
Izvor: Point Topic Ltd, UK, 2012.-2013.
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 15 od 36
Zavod za telekomunikacije
Tržišni potencijal usluga IPTV-a u RH (1/2)
RH je na 5. mjestu u svijetu po gustoći korisnika IPTV-a,
poslije Singapura, Hong-Konga, Cipra i Estonije
400.000 korisnika IPTV-a u RH (HT, OT-Optima Telekom, Amis
Telekom, Metronet telekomunikacije, Iskon Internet)
150.000 korisnika kabelske televizije u RH
IPTV usluga (putem bakrene parice ili
svjetlovodne niti)
KTV usluga (putem kabelskih mreža)
SAT TV usluga (putem satelitskih veza)
Izvor: HAKOM, Analiza tržišta
maloprodaje širokopojasnog
pristupa Internetu, ožujak 2012.
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 16 od 36
Zavod za telekomunikacije
Tržišni potencijal usluga IPTV-a u RH (1/2)
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja
Izvor: Point Topic Ltd, UK, June 2013
Hrvatska je 5. na
svijetu po udjelu
pretplatnika IPTV-a
među pretplatnicima
širokopojasnog Interneta
17 od 36
Zavod za telekomunikacije
Vrijednosni lanac sadržaja i IPTV domene
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 18 od 36
Zavod za telekomunikacije
Sadržaj
Definicija usluge IPTV-a
Osnovne usluge u IPTV-u
Tržišni potencijal usluge IPTV-a
Arhitektura sustava i tehničke karakteristike
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 19 od 36
Zavod za telekomunikacije
Općenita arhitektura usluge IPTV
Prijenos
Korisničke
funkcije
(funkcije
STB
uređaja)
Kontrolne funkcije i
isporuka višemedijskog sadržaja
(Head-end)
Aplikacijske funkcije
(IPTV middleware)
Upravljanje
uslugom i
sadržajem
Prema ETSI: IPTV Architecture; Dedicated subsystem
for IPTV functions
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 20 od 36
Zavod za telekomunikacije
Objašnjenje arhitekture usluge IPTV
Aplikacijske funkcije - implementira
sustav u praksi poznat pod nazivom
“middleware”
pristup korisničkim podacima
informacija o ponuđenim uslugama i
sadržaju
pregled sadržaja i navigacija
autorizacija korisnika za IPTV
Kontrolne funkcije i isporuka
priprema višemedijskog sadržaja za
prijenos - implementira sustav u praksi
poznat pod nazivom “video head-end”
kontrola prijenosa višemedijskog
sadržaja
isporuka sadržaja
Prijenos
Prijenos IP prometa u jezgrenoj mreži
rezervacija mrežnih resursa i kontrola
pristupa mrežnim resursima
Korisničke funkcije
korisnički uređaj (Set-Top Box – STB)
omogućuje interakciju korisnika i IPTV
usluge
konekcija preko pristupne mreže
operatora
Upravljanje uslugom i sadržajem
naplata
funkcije vezene uz davatelja sadržaja
(content provider)
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 21 od 36
Zavod za telekomunikacije
Isporuka TV sadržaja
Korisnički
uređaj
IPTV aplikacijski
poslužitelj
Kontrolne funkcije
i isporuka sadržaja Prijenos
1. Zahtjev za
informacijama
o TV kanalima 2. Pristup
korisničkom profilu
3. Podaci o
kanalima 4. Multicast join
(kanal A)
5. Leave (kanal A)
6. Join (kanal B)
RTP/UDP
RTP/UDP
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 22 od 36
Zavod za telekomunikacije
Video na zahtjev
Korisnički
uređaj
IPTV aplikacijski
poslužitelj
Kontrolne funkcije
i isporuka sadržaja
1. Zahtjev za
informacijama
o sadržaju 2. Pristup
korisničkom profilu 3. Podaci o
sadržaju
6. RTSP SETUP
RTP/UDP
4. Kupnja
sadržaja 5. Autorizacija
zahtjeva
5. Podaci o
poslužitelju
7. OK
Naplata
5.1 Naplata
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 23 od 36
Zavod za telekomunikacije
Infrastruktura sustava IPTV
sprejemnik . . . .
Local TV stations
.
.
.
.
Middleware
IP/MPLS/ MetroEthernet
Billing,
Management
Encryption System
Video
enkoder
IP
Encryption
Terrestrial receivers (analogue or DVB-T)
DSLAMs
TV, LCD, Plasma
DSL Modem, CPE
STB
DSLAM
Satelite receivers MPEG-2, MPEG-4 AVC, HighDef, StandardDef
DSLAM
SiSi
SiSi SiSi
SiSi
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 24 od 36
Zavod za telekomunikacije
Prijamni sustav IPTV-a
Broj antena ovisi o broju
kanala i transponderima
Optička veza između
antenskog sistema i IRD
lokacije
IRD – Integrated receiver /
decoder
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 25 od 36
Zavod za telekomunikacije
Prijam i obrada videa
Ulazi na IRD Analogni video
MPEG-2 / MPEG-4 (H.264 Part 10)
IRD izlazi DVB-ASI, SDI, HD SDI, CVBS (composite)
Izlazi iz MPEG encodera SDTV (720x576)
HDTV (1920x1080i, 1280x720p)
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 26 od 36
Zavod za telekomunikacije
Obrada videa
Demultipleksiranje programskih stream-ova (MPTS – Multiple Program Transport Streams)
Encoding (MPEG-2, MPEG-4 AVC (H.264), SD, HD) TV signala
Encoding audio signala (MPEG-1, Dolby AC-3...)
Enkapsulacija u IP pakete
Video transcoding (MPEG-2 u MPEG-4)
Video transrating (VBR – CBR, bitrate konverzija i kontrola)
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 27 od 36
Zavod za telekomunikacije
Prijenos videa
Multipleksiranje višemedijskih tokova Lakše je prenijeti i
administrirati jedan veći tok nego puno manjih
Kombiniranjem tokova se štede mrežni resursi
Manja cijena prijenosa - neki prijenosni kanali nude fiksnu propusnost za fiksnu mjesečnu cijenu
Isplati se kad je ušteda na prijenosu veća od cijene multipleksiranja/demultipleksiranja
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 28 od 36
Zavod za telekomunikacije
Pristup
ADSL, ADSL2+
VDSL, VDSL2
FTTH
MPEG-2/SD=4Mbps
MPEG-2/HD=18Mbps
MPEG-4/HD=8Mbps
MPEG-4/SD=1,5Mbps
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 29 od 36
Zavod za telekomunikacije
Infrastruktura sustava VoD
Content ingest
Satelite receivers MPEG-2, MPEG-4 AVC, HighDef, StandardDef
sprejemnik
Middleware
VOD servers
Clusters, N+1
Billing, Management Encryption
System
Video router
IP
Encryption
Terrestrial receivers (analogue or DVB-T
Local TV stations
Encryption
Content
provider
Content
provider
Content
provider
TV, LCD, Plasma
DSL Modem, CPE
STB
IP/MPLS IP/MPLS
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 30 od 36
Zavod za telekomunikacije
VoD – centralizirani sustav
Initial tests, trials First implementation (few users) Backbone capacity!? Reliability Monitoring
Headend
IP/MPLS IP
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 31 od 36
Zavod za telekomunikacije
VoD – raspodijeljeni sustav
Content closer to the customer Backbone optimization Propagation VLAN Storage multiplication!?
center
Local
POP
Local
POP
Local
POP
IP/MPLS IP
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 32 od 36
Zavod za telekomunikacije
VoD – kombinirana topologija
Optimal topology Server virtualization Streaming and propagation Pareto principle - 80/20 Propagation, control and management
Local POP
center
Local POP
Local POP
IP/MPLS IP
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 33 od 36
Zavod za telekomunikacije
Middleware
Središnja komponenta (“srce”) IPTV/VoD sustava
Softverska komponenta
Višenamjenska komponenta
Integracija IPTV subsystem-a (IPTV, VoD, CAS&DRM, EPG...)
Korisničko sučelje (interakcija s korisnikom, look&feel cijelog sustava, dvosmjerna komunikacija između korisnika i sustava, isporuka i prezenatcaija sadržaja i usluga)
Napredni “service experience” (personalizacija, lokalizacija...)
Nove usluge (messaging, igre, novosti, naručivanje i kupovina...)
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 34 od 36
Zavod za telekomunikacije
STB uređaji
Prijem i dekodiranje signala (IP/Ethernet sučelje) Slanje signala na TV MPEG-2, MPEG-4 MPEG-1 HTML, JavaScript, JBoss… IR, daljinski upravljač High Definition Dolby AC-3 PVR (Personal Video Recorder)
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 35 od 36
Zavod za telekomunikacije
Literatura
ETSI TS 182 028 v2.0.0, “IPTV Architecture – Dedicated
subsystem for IPTV functions”, January 2008.
Mas, I. Berggren, V. Jana, R. Murray, J. Rice, C.W., “IMS-TV:
An IMS-based architecture for interactive, personalized
IPTV”, IEEE Communications Magazine, 46(11), November
2008.
W. Simpson: “Video Over IP: A Practical Guide to Technology
and Applications”, Focal Press / Elsevier, 2008.
28.10.2014. Umrežavanje sadržaja 36 od 36