Главная страница · Новости · Контакты · Оборудование · Решения · Поиск · Сервисный центр · База знаний · Форум

Мультимедийные услуги по широкополосным сетям

	Введение

Широкополосный Интернет, внедряемый в настоящее время большинством передовых операторов связи, сам по себе не создает некой добавочной стоимости, но обеспечивает возможность внедрения новых услуг, для которых пропускной способности существующих систем передачи было недостаточно. Одной из наиболее перспективных услуг на данной платформе является без сомнения доставка интерактивного мультимеда контента (т. е. информационного содержания) пользователю.

Используемое сегодня распределение мультимедиа контента основывается в первую очередь на передаче по спутниковой связи, кабелю и наземным системам передачи. При этом с существующими системами очень сложно обеспечить интерактивность. С ускоренным внедрением высокоскоростных («быстрых») сетей передачи данных в сегменте конечных пользователей появился также четвертый способ прямого доступа к пользователю, а именно, доступ по широкополосным IP-сетям.

Под широкополосными IP-сетями понимается распределительная система, в которой несколько последних километров доступа к пользователю осуществляется по высокопроизводительной сети передачи данных. Из всех технологий широкополосного доступа наибольшее распространение в мире в последние годы получила технология DSL, которую в своих мультимедийных решениях использует также и компания Iskratel. Самым большим достоинством доступа по DSL является то, что с его помощью можно модернизировать существующую телефонную сеть, наиболее распространенную сеть доступа в мире.

Преимущество широкополосной IP-сети, служащей для доставки мультимедийного информационного содержания, заключается, в первую очередь, в ее разветвленности и интерактивности, благодаря чему набор услуг, которые могут быть предоставлены покупателю, существенно богаче. К дополнительным услугам из области мультимедийного контента относятся следующие:

• цифровое телевидение (TVoIP)
• видео по запросу (Video on Demand - VoD)
• прокат видеоконтентов (Video Rental)
• игры по запросу (Games on Demand - GoD)
• приложения по запросу (Applications on Demand)
• адаптация пакетов с учетом пользователя (per User Profiles)
• предоплата (prepaid)
• предварительный просмотр контента (Try before Pay)
• возможность рекламы
• дистанционное обучение – электронная школа.

Выгоду от новых услуг имеет не только пользователь, но и оператор электросвязи, поскольку новые услуги создают ему существенное конкурентное преимущество, а вместе с ним - рост и развитие. Основные преимущества для оператора:

• ускорение построения сети оператора электросвязи,
• увеличение коэффициента использования сетевых емкостей, что способствует более быстрой окупаемости инвестиций и повышению дохода,
• усиление конкурентной позиции на рынке по сравнению с операторами кабельного телевидения, которые предложением «быстрого» Интернета и услугами по кабельным сетям уже представляют собой угрозу рынку операторов электросвязи,
• возможность новых услуг привлекает поставщиков контента, а те, в свою очередь, привлекают новых пользователей,

Благодаря высоким скоростям передачи (>1 Мбит/с), широкополосные IP-сети становятся эффективным механизмом доставки интерактивных услуг, поскольку обеспечивают двустороннюю связь пользователя с центрами услуг. Несмотря на относительно высокие скорости передачи, передача видеоконтента требует особого рассмотрения. Битовые скорости передачи, необходимые для чисто цифровой передачи видеоинформации, слишком (на несколько порядков) велики для современных широкополосных сетей, и составляют от 150 до 270 Мбит/с. Поэтому, следующим решающим фактором при доставке мультимедийного контента является использование эффективных процедур сжатия информации, позволяющих передавать качественные изображения на скоростях, которые сегодня могут быть обеспечены на участках до пользователя.

Компания Iskratel предлагает целостное решение End-to-End, в состав которого входят следующие компоненты:

• подсистема, в которой создается мультимедийный контент
• сервер, дающий возможность потоковой передачи этого контента
• высокоскоростная сеть передачи, обеспечивающая соответствующую доставку контента конечному пользователю
• терминальные устройства, позволяющие просматривать мультимедийный контент
• сервисные блоки, интегрированные в среду »middleware«, представляющую собой функцию контроля и управления всей системы.

На нижнем рисунке в основе логически показывается система передачи видеоинформации по широкополосным сетям. Она состоит из пяти основных частей, разделенных на транспортную и сервисную часть. При этом обе части необходимо соответствующим образом связать, чтобы получить решение, которое оператор связи может продавать, а пользователь пользоваться им. На рынке есть много разнообразных производителей, которые в большей или меньшей мере специализированы на точно определенном сегменте комплексного решения, так что здесь, прежде всего, проявляется открытость конечного решения. Компания Iskratel выступает в роли системного интегратора, объединяющего решения отдельных изготовителей в одно единое и эффективное целое.

Рис.1 Cистема передачи видеоинформации по широкополосным сетям

В процессе доставки мультимедийного контента по широкополосным сетям задействовано несколько «актеров», включенных в систему и играющих по отношению друг к другу взаимодополняющие роли. Поэтому между ними должны быть определены соответствующие отношения, являющиеся предварительным условием успешной реализации решений такого рода. Роли распределены следующим образом:

• Владельцы контента (Content Owners)
• Это киностудии т. е. производственные фирмы, которые изготавливают контент. Они являются фактическими владельцами контента.
• Владельцы прав на контент (Content aggregators)
• Обычно, владельцы контента связываются с издательствами, чтобы легче распространять и продавать свой контент покупателям. Таким образом, владельцы прав объединяют контент различных владельцев и по своим каналам распространяют его дальше.
• Поставщик услуг (Service Provider)
• Поставщик услуг предлагает владельцам прав или непосредственно владельцам контента свою систему доставки мультимедийной информации к конечным пользователям. У поставщика услуг есть все аппаратные средства и программное обеспечение, необходимые для обеспечения соответствующего сервиса.
• Поставщик сети/доступа (Network/Access Provider)
• Поставщик сети сотрудничает с поставщиком услуг и предоставляет ему возможность передачи своих услуг по своей сети.
• Пользователи (абоненты)
• Пользователи находятся в конце цепочки. Они пользуются контентом, доставленным им поставщиком услуг.

Рис.2

Решение компании Iskratel по управлению и доставке мультимедийного контента дает каждому из вышеупомянутых «актеров» значительные конкурентные преимущества, возможность дальнейшего развития бизнес-моделей и увеличения доходов.

	ОПИСАНИЕ АРХИТЕКТУРЫ РЕШЕНИЯ

Схема

Рис.3

• Поставщики контентов
• видео по запросу
• цифровое ТВ
• игры по запросу
• «быстрый» Интернет
• Поставщик услуги
• Сервер поставщиков контентов
• Сервер кодирования «живых» каналов
• Спутниковая антенна
• ТВ антенна
• контенты
• Местный поставщик услуги
• Серверы потоковой передачи контента
• Главный сервер управления
• Пакетная сеть
• Широкополосный узел доступа
• аналоговый
• ПК
• Телевизионный переключатель каналов

Описание схемы

В решении предлагается управление и распределение дополнительных сервисных услуг в широкополосных сетях, таких как видео, приложения, интерактивные игры, телевизионные каналы или трансляция событий в реальном масштабе времени. Решение основывается на инфраструктурном программном обеспечении, позволяющем выполнять распределение, контроль и интеграцию с остальными системами, а также предоставлять услуги конечным пользователям. Распределенная архитектура дает возможность распределения контента от поставщика услуг (Service Provider) по магистральной сети поставщика доступа (Access Provider) до конечного пользователя.

В отношении контента «видео по запросу» (Video on Demand - VoD) владелец контента (Content owner или Copyrights owner) подготавливает информацию, закодированную в согласованном формате сжатия. Для оснащения контента (Content) метаданными и его посылки в сервер поставщика услуг (Content Provider Server) используется шлюз поставщика контента (Content Provider Gateway), в котором выполняется защита контента с помощью системы защиты DRM. Затем создается пакет пользователя (User Package), в котором определяется модель цены и условия рассылки. После этого пакет пользователя тиражируется через главный сервер управления (Master Server) до серверов потоковой передачи контента, которые представляют собой конечные точки доступа для абонентов. Потоковые серверы (Farm-Streaming Servers) установлены централизованно или распределены по сети.

Для телевизионного вещания в режиме реального времени (Live TV Broadcasting) в решении предлагается возможность сбора ТВ-сигналов из различных источников (спутниковые сигналы DVB, аналоговая наземная антенна, цифровая камера). Контент «захватывается» и преобразуется в цифровую форму через платы видеотюнеров. Затем в серверах кодирования «живых» каналов (Encoding Servers) он кодируется в соответствующем формате сжатия. Распределение потоковой передачи «живых» каналов осуществляется с помощью центральных или удаленных серверов потоковой передачи контента (Farm-Streaming Servers).

Доступ пользователя реализован по широкополосным линиям (xDSL) до портала пользователя, находящегося на web-серверах серверов потоковой передачи контента. Точками доступа для пользователей являются ближайшие серверы потоковой передачи контента, в которых инсталлированы порталы пользователей PC и STB. Сжатый контент декодируется на стороне пользователя и предоставляется ему в реальном времени.

Для более объемных реализаций решение предлагает различные варианты, обеспечивающие более высокую готовность всей системы. Для серверов данных могут быть введены резервирующие серверы в кластерах (cluster). А для потоковых серверов и web-серверов можно ввести дополнительные системы распределенного назначения запросов (т. е. выравнивания нагрузки - Load Balancing) на потоковую передачу или пользовательские web-порталы.

С учетом потребностей и требований поставщика услуг система может быть полностью адаптирована или просто расширена путем добавления дополнительных серверных элементов.

Главные элементы

Поскольку особое ударение делается на открытости решения, очень важным моментом является интеграция решений различных производителей в целостное решение End-to-End, построенное согласно требованиям покупателя. Кроме того, необходимо принять во внимание также остальные внешние составляющие элементы решения, от обеспечения авторского права на контент, пропускной способности и конфигурации магистральной сети, обеспечения полосы пропускания, оборудования доступа до качественного представления контента и удовлетворенного заказчика.

Стандарты сжатия

Ключевой технологией, обеспечивающей возможность передачи видеосигнала по широкополосным линиям, является технология сжатия информации. Она обеспечивает сжатие информации максимально в 500 раз. В этой области было принято несколько стандартов, которых в большей или меньшей степени придерживаются производители.

В своих решениях компания Iskratel в качестве первостепенного стандарта сжатия предлагает адаптированный кодек Microsoft Windows Media 9 (Windows Media Technologies 9 – WMT9), который, если учесть имеющуюся в распоряжении полосу пропускания широкополосных сетей и качество, которое может быть достигнуто, является наиболее оптимальным выбором. С использованием WM9 можно достичь качества DVD при скорости передачи 2 Мбит/с. С другой стороны с использованием MPEG-2 качество DVD достигается при скоростях передачи 4-5 Мбит/с.

Кроме WMT в решении поддерживается MPEG-2, MPEG-4 и адаптированный стандарт Real9.

Для распределения »живых« каналов по широкополосной сети необходимо получаемый из различных источников сигнал (SAT, кабель, камера) преобразовать в реальном масштабе времени в форму, пригодную для потоковой передачи по сети. Это значит, что необходимо в реальном масштабе времени сжать мультимедийный контент приблизительно в 200 раз. Для этого требуется наличие высокопроизводительного оборудования, которое в последнее время уже можно купить на рынке. Решение Iskratel может быть интегрировано с системами различных производителей, поддерживающими либо программное, либо аппаратное кодирование.

При этом способе кодирования используется соответствующая программа, которая с помощью видеоплаты «захватывает» сигнал, затем его полностью программно обрабатывает и передает дальше в видеосервер или сохраняет его на диске с целью архивирования. При этом способе кодирования используются платы видеотюнеров Osprey или Digital-Rapids, инсталлированные в операционной системе Microsoft Windows 2003. В зависимости от формата сжатия, который используется при подготовке контента, берется и соответствующая программа сжатия.

Для подготовки контента в формате Windows Media 9 используется программное средство Windows Media 9 Encoder.

Для подготовки контента в формате MPEG-2 используется программное средство кодирования, поставляемое вместе с платой видеотюнера Digital-Rapids.

При этом способе кодирование поддерживается соответствующими аппаратными средствами. Это значит, что для кодирования используется устройство, служащее для точно определенного стандарта сжатия.

Для подготовки контента в формате Windows Media 9 и MPEG-2 решение поддерживает интеграцию с платформой потоковой передачи Optibase MGW 5100.

Исключительно для формата MPEG-2 обеспечивается поддержка интеграции с платформой потоковой передачи MinervaNetworks Video Concentrator (VC8000), выполняющей функцию демультиплексора спутникового сигнала DVB непосредственно в поток MPEG-2 IP.

Решение End-to-End компании Iskratel открытого типа и обеспечивает возможность интеграции также с решениями остальных производителей систем кодирования.

Серверы, обеспечивающие возможность потоковой передачи видеоинформации, должны уметь передавать мультимедийные файлы потоком. Это значит, что они должны обеспечивать доставку (по частям и равномерно) содержимого конкретного файла конечному пользователю, используя при этом соответствующий протокол. Потоковые серверы используются для доставки видео контента по запросу (VoD). С учетом стандарта кодирования, используемого для доставки контента по запросу, необходимо в соответствии с этим интегрировать в решение Iskratel также соответствующий потоковый сервер.

Для потоковой передачи контента в формате Windows Media 9 решение поддерживает интеграцию с сервером Microsoft Windows Media 9.

А для потоковой передачи контента в формате MPEG-2 оно поддерживает интеграцию с сервером BitBand Streaming.

Для потоковой передачи контента в формате Real9, WM9 и MPEG-2 решение поддерживает интеграцию с сервером RealNetworks Helix.

Для потоковой передачи контента в формате MPEG-4 поддерживается интеграцию с сервером Apple QuickTime.

Решение End-to-End компании Iskratel открытого типа и обеспечивает возможность интеграции также с решениями остальных производителей потоковых серверов.

Наиболее универсальным способом декодирования видеоконтента является программный способ с помощью соответствующих декодеров в, так называемых, телеприставках (set-top box). По сути своей это ПК с операционной системой Windows (98/XP), с соответствующим корпусом и интерфейсами ввода/вывода.

Для решения Iskratel выполнена интеграция базирующихся на ПК телеприставок производителя Siemens-Fujitsu. Поддерживаются две модели: ACTIVY 200 и ACTIVY 300. С их помощью можно декодировать стандарты сжатия Windows Media 9 и MPEG-2.

Этот тип телеприставок основывается на аппаратном декодировании сигнала. Это значит, что в телеприставке есть интегральная схема, которая полностью аппаратно обрабатывает сигнал. В последнее время наряду со статичными декодирующими интегральными схемами используются также быстродействующие процессоры DSP, позволяющие программно надстроить кодеки. Программное обеспечение в большинстве своем базируется на платформе Linux.

Для решения Iskratel была выполнена интеграция аппаратных телеприставок производителя Pace. Поддерживается модель DSL 4000. С ее помощью можно декодировать сжатую по стандарту MPEG-2 информацию.

Новостью на рынке являются телеприставки с операционной системой WindowsCE .NET, которые объединяют в себе наилучшие свойства телеприставок на платформе ПК и аппаратных телеприставок.

Для решения Iskratel выполнена интеграция аппаратных телеприставок производителя Pace и Costron. С их помощью можно декодировать информацию, сжатую по стандарту MPEG-2 и WMT9.

Решение End-to-End компании Iskratel открытого типа и обеспечивает возможность интеграции также с решениями остальных производителей телеприставок в различном исполнении.

Сервисные узлы включены в так называемое межплатформенное программное обеспечение «MIDDLEWARE» и состоят из следующих элементов:

• портала пользователя
• обеспечения сервисов и дополнительных услуг
• управления всей распределительной цепочкой
• обеспечения безопасности
• регистрации пользования
• управления и распределения контента

В своей основе Middleware не зависит от технологической части и его можно адаптировать к любой инфраструктуре. Так что для него не важно, какое средство передачи или какая процедура сжатия используются для доставки мультимедийного контента. Поскольку это уровень, который осуществляет связь с пользователем, он является наиболее важным моментом во всем решении.

В качестве Middleware компания Iskratel в своем решении End-to-End использует продукты OnDema израильского производителя InfogateOnline. Компания Iskratel выступает здесь в роли целостного системного и сервисного интегратора всех вышеперечисленных составных элементов.

По сравнению с остальными производителями «Middleware» компании InfogateOnline имеет несколько существенных преимуществ. Очень богат набор сервисов, предлагаемых в решении:

• видео по запросу
• игры по запросу
• приложения по запросу
• вещание в реальном режиме времени
• EPG
• PVR
• Смещенное по времени ТВ
• Интеграция дополнительных услуг связи в пользовательский портал STB (Internet, SMS, E-mail, IM,...)
• Целенаправленные сообщения (Targeted Advertising)

Остальные функции распределены и выполняются отдельными «актерами» в системе сети потоковой передачи.

• Поддерживаются разнообразные технологии широкополосного доступа (сети xDSL, кабельные сети, сети подвижной связи (UMTS), сети FTTx, сети Ethernet и Wi-Fi)
• Дополнительные преимущества для поставщика доступа
• Увеличение числа пользователей
• Требования по большей пропускной способности магистральной сети
• Лучшее использование существующей пропускной способности
• Потребности в расширении пропускной способности
• Дополнительные поставщики услуг (Service Providers)
• Дополнительные поставщики контента (Content Providers)
• Распределенная архитектура
• Связь нескольких различных поставщиков контента с различными поставщиками услуг.

• Открытая архитектура
• Система контроля и управления
• Контроль и измерение (подсчет) использования контента, распределяемого поставщиками контента
• Интеграция с системами CRM и биллинга
• Средство генерации отчетов
• Модуль добычи данных
• Распределенная архитектура позволяет легко надстраивать и расширять систему

• Легкое распределение и управление контентом
• Возможность анонсирования и рекламы пользовательских пакетов
• Модуль CRM, служащий для контроля пользования контентом, активности пользователей, и интеграция с внешними решениями CRM
• Защита контента
• Адаптированное шифрование
• Интеграция Microsoft DRM (Digital Rights Management)

• Динамичная замена контента
• Сервисы пользователей
• Оплата по пользованию
• Бесплатные предварительные просмотры контента
• Аренда контента или разнообразных пакетов
• Ограничение траты денег
• Удобный интерфейс пользователя (портал ПК & STB)
• Родительский контроль

Сокращения