Головная станция IPTV сети
Контент для IPTV
Контент для транслирования через IPTV делится на потоковый и поставляемый в виде записи (например Video on Demand). Записанный контент хранится на отдельных VoD серверах. Потоковый контент принимается извне, непосредственно со спутниковых антенн, кабелей или из эфира. Потоковый контент бывает двух видов:
FTA (free-to-air) - открыто вещаемые телеканалы. Количество открытых каналов, принимаемых с одного транспондера или мультиплекса, ограниченно его полосой пропускания.
PayTV - зашифрованные телеканалы. Для этих телеканалов необходимо декодирование с помощью CAM-модулей - устройств для раскодирования зашифрованных телесигналов. Для разных систем шифрования нужны разные CAM-модули. Количество каналов, транслируемых стримером с одного транспондера, зависит от производительности используемого CAM-модуля, так как каждый CAM-модуль способен декодировать одновременно ограниченное количество каналов.
Основная функция головной станции IPTV это формирование видео-контента и последующая трансляция выходного потока видеоданных в формате Video over IP (видео по IP протоколу). Также для магистральной (опорной части сети) может использоваться формат IP-Video over ATM (IP видео поверх ATM). Это связано с широким распространением магистральных ATM сетей. Для трансляции видео-контента через ATM / SDH сети многие операторы используют, например, хорошо известную станцию цифрового телевидения Teleste ATMux.
Рисунок 9 – Компоненты IP TV сети
Рассмотрим подробнее требования к головной станции IPTV.
Современная станция IPTV должна работать с широким диапазоном входных источников видео-контента, в том числе:
- спутниковые ТВ каналы в формате DVB-S, получаемые через DVB-ASI интерфейс приемников или «потоковых дескремблеров» в режиме однопрограммного транспортного потока (SPTS) или многопрограммного транспортного потока (MPTS);
- аналоговое и цифровое некомпрессированное видео, получаемое от студийного ТВ оборудования в форматах SDI, S-video, композитный видеосигнал, а также можно предположить использование цифровых интерфейсов DVI (Digital video interface) и HDMI (High-Definition Multimedia Interface);
- эфирные цифровые программы через DVB-ASI интерфейс DVB-T - приемников и с меньшей вероятностью аналоговые эфирные каналы в формате композитного видео, полученное с выхода аналоговых эфирных демодуляторов;
- видео-контент, передаваемый через транспортные сети в форматах IPTV (MPEG over IP), Video over ATM; IP-video over ATM.
Формирование видео-контента в форматах DVB-ASI (SPTS/MPTS) производится «обычной» цифровой головной станцией DVB, которая часто уже существует у оператора и уже некоторое время обслуживает его кабельную DVB-C сеть. В самом простейшем случае это комплект спутниковых цифровых приемников с ASI-выходом.
Более сложной и меньше знакомой операторам является вторая составная часть станции, формирующая выходные IP-потоки или собственно IPTV станция. Используют также термины IP-инкапсулятор и IP-стриммер.
Приведем термины, обозначающие основные процессы, производимые IPTV головной станцией:
- IP-encapsulation(«IP-инкапсуляция») – базовая функция станции, обеспечивает включение транспортных MPEG-пакетов в качестве полезной информационной нагрузки в состав кадров протокола PDU (protocol data unit), и последующую передачу данных в телекоммуникационных сетях Gigabit Ethernet и ATM;
- transrating («трансрейтинг») – изменение (понижение) скорости потока данных, используется также аналогичный по смыслу термин rateshaping;
- transcoding («транскодинг») – транскодирование, изменение формата сжатия медиа-данных, например поток MPEG2 транскодируется в MPEG4;
- encoding («энкодинг») – компрессия несжатого видео с целью получения на выходе «энкодера» транспортного потока в формате MPEG2 (4) или VC-1 / Windows Media VC-9 (на входе энкодера видеосигнал может быть в аналоговом, например, композитное видео, S-video или в цифровом, например SDI формате);
- decoding («декодинг») – декодирование, восстановление исходной несжатой информации;
- re-encoding(«ре-энкодинг»)– в цифровом телевидении восстановление несжатой информации и повторное энкодирование с целью значительного изменения скорости потока (иногда этим термином называют также изменение формата сжатия, т.е. фактически могут подразумевать транскодинг);
- scrambling(«скремблинг») – буквально шифрование, подразумевается использование системы условного доступа (CAS);
- de-scrambling(«де-скремблинг») – буквально дешифрование, подразумевается раскрытие скремблированных ТВ каналов;
- multiplexing или remultiplexing– мультиплексирование, в цифровом телевидении этим термином обычно обозначается мультиплексирование входных однопрограммных транспортных потоков (SPTS) и/или мультипрограммных транспортных потоков (MPTS) в необходимый оператору выходной мультипрограммный транспортный поток (MPTS), при этом также производится фильтрация незначащих и лишних данных путем редакции PSI данных, строго говоря даже однопрограммный транспортный поток является результатом мультиплексирования трех потоков – видео, аудио и данных;
- de-multiplexing –демультиплексирование, операция обратная мультиплексированию;
- statistical multiplexing – статистическое мультиплексирование, используется главным образом для MPTS потоков, направляемых от земной станции на спутник (up-link), при этом виде обработке общая скорость многопрограммного потока является почти постоянной, но скорость каждого из однопрограммных потоков, составляющих общий MPTS поток является переменной (VBR). Статистическое мультиплексирование позволяет эффективно использовать полосу спутникового транспондера, но вынуждает операторов IPTV, (особенно для DSL-сетей) использовать трансрейтинг или даже ре-энкодинг;
- PSI redaction - редактирование таблиц сервисной информации (PSI, Program Specific Information - специальная информация о программах).
Функция PSI redactionхорошо известна операторам в «обычном» цифровом телевидении (DVB-S, -C). Предполагается примерно следующий базовый набор возможностей создания и редактирования сервисных таблиц:
- создание оператором NIT таблицы (Network Information Table), определяющей сетевые параметры;
- добавление и удаление оператором собственных идентификаторов в таблицы PMT (Program Map Table), SDT (Service Descriptor Table), NIT (Network Information Table) или CAT (Conditional Access Table);
- редактирование оператором частоты повторения выходных таблиц.