IPTV MIDDLEWARE PLATFORMA

04/21/23 1

Sadržaj1. Uvod2. Šta je to IPTV?3. Zašto IPTV?4. Tehnički zahtevi i kvalitet IPTV servisa5. Digitalni video signal, video kompresija, vrste frejmova, SDTV i

HDTV6. IPTV mrežna arhitektura7. Headend8. IPTV Middleware platforma

04/21/23 2

Šta je to IPTV?

• “IPTV je multimedijalna usluga gde se telеvizijski / video / audio / tekst / grafika / i drugi podaci dostavljaju preko IP mreže sa potrebnim nivoom kvaliteta usluge uz obezbeđenu bezbednost, pouzdanost i interaktivnost servisa.“

• Audio i video signal na ulazu IPTV platforme je analogan, dok na izlazu iz platforme može biti analogan i digitalan (na HD STB uređajima imamo i digitalni izlaz).

• Streaming - usluga koja omogućava da se audio ili video sadržaj sa mikseta, mikrofona, kamera ili fajlova smeštenih na računaru digitalizuje, kodira i pošalje do streaming servera koji takav signal “emituju” preko IP mreže.

04/21/23 3

IPTV – principska šema

Head End

IPTVMiddleware

VoDPlatform

Head End & Middleware of the other operators

IP/MPLSnetwork

Local TVHouses

Transmitter

ADSL2+

IP/MPLSnetwork

Telekom Srbija

TV channels

TV channels

Other content

providers

IP/MPLS network ofTelekom Srbija

daughter companies

Satellites

Head End

platforms of othercontent providers

Virtual IPTV providers

Virtual IPTV providersand ADSL2+ users

Virtual IPTV providersand ADSL2+ users04/21/23 4

Zašto IPTV?

• Bolja kontrola – korisnici sami biraju šta će i kada da gledaju

• Korisniku je obezbeđena veća interaktivnost,

• Kvalitet sadržaja koji se reprodukuje je uglavnom bolji,

• Personalizacija upravljanja korisničkim nalozima,

• Konvergencija – jedan TV uređaj može da se koristi za gledanje televizije, surfovanje Internetom i video pozivanje,

• Multiscreen funkcionalnost04/21/23 5

Faktori koji utiču na rast IPTV usluge

• Digitalizacija sadržaja (content) • Nove tehnike kompresije signala• Širenje broadband pristupa,• Trenutna situacija u pogledu

raspoloživosti xDSL infrastrukture

• Razvijanje optičke infrastrukture do krajnjeg korisnika (FFTB i FTTH tehnologija).

04/21/23 6

IPTV servis - tehnički zahtevi

04/21/23 7

• Tehnički zahtevi u pogledu kvaliteta servisa odnose se na propusni opseg u access linku:

4 Mbps po kanalu za SDTV, 10 Mbps po kanalu za HDTV VoD (adaptibilno prema sadržaju)

IPTV – kvalitet servisa

• Kvalitet iskustva (Quality of Experience - QoE) korak iza kvaliteta servisa (Quality of Service – QoS)

QoSMalo kašnjenje (Low delay), jitter i gubitak paketa (packet loss)

QoEkvalitet sadržajakvalitet video strimakvalitet transportakvalitet transakcije (interakcija korisnik - servis).

04/21/23 8

PRORAČUN KAŠNJENJA PRI PROMENI KANALA

t0 - korisnik pritiskom na dugme daljinskog upravljača inicira promenu TV kanala.

t1 - klijent šalje IGMP leave poruku , a mreža i serveri zaustavljaju slanje audio i video strima (prosečno je t1 oko 150 ms).

t2 - klijent šalje IGMP join zahtev i pridružuje se multicast grupi drugog TV kanala (vreme relativno malo).

t3 - vreme potrebno da sadržaj traženog kanala stigne do klijenta

t4 - interval potreban da STB klijentska aplikacija prihvati pakete sa porta i parsira ih

t5 - interval u kom STB klijentska aplikacija dobija ključeve za dekripciju sadržaja.

t6 - interval od 300ms za popunjavanje bafera sadržajem (sadržaj ne dolazi do STB kontinualno već u naletima i bafer sprečava degradaciju kvaliteta slike).

t7 - vreme do nailaska sledećeg I frejma od oko 250ms

t8 - vreme potrebno da klijentska aplikacija dekodira I-frame (izuzetno malo)04/21/23 9

IPTV – problemi u realizaciji tehničkih zahteva

• Kontinuirano veliki propusni opseg • Last mile problem • DSL obezbeđuje burst (web) traffic i nije podržan MPEG-2• Potrebno je primeniti adekvatnu kompresiju video strimova• Smanjenje vremena potrebnog za promenu kanala (multicast

traffic traži vreme)• Obezbeđenje (unicast traffic)

04/21/23 10

Digitalni video signal

• Najvažnije karakteristike :Rezolucija - meri se brojem vertikalnih i horizontalnih pixel-a Frame rate - meri se brojem slika koji se prikaže u 1s; Boja - tri su osnovne boje crvena, zelena i plava, a ostale

boje predstavljaju njihovu kombinaciju

• Video zapis je serija pojedinačnih slika (frejmova – eng. frame) koje se prikazuju jedna za drugom velikom brzinom.

04/21/23 11

Video kompresija• Video kompresija - tehnologija digitalnog zapisivanja i čitanja

videa mora da obezbedi da komprimovan video zapis zauzme što manje memorijskog prostora i da se pri puštanju (čitanju, reprodukovanju) što manje razlikuje od originala.

• U pogledu kvaliteta postoje dve vrste kompresija: 1. Lossless (bez gubitaka) kompresija 2. Lossy (sa gubicima) kompresija.

• Video kompresija može biti intrafrejmovska ili interfrejmovska

• Napredne tehnike kompresije - kompresijuasadržaja pojedinačnih frejmova i tehnike zapisivanja promena i razlika među frejmovima.

04/21/23 12

VRSTE FREJMOVA• Postoje tri vrste frejmova: 1. I (Intra-frames ili ključni frejmovi )2. P (Predicted-frames)3. B(Bi-directional-frames)

04/21/23 13

REPRODUKCIJA DIGITALNOG SDTV

• SDTV je tradicionalna tehnologija reprodukcije signala zvuka i slike (PAL, SECAM itd.) gde se pažnja obraća na dijagonalu i tip ekrana (FLAT SCREEN TV, LCD, PLASMA, LED…).

• Zavisno od tipa TV prijemnika veza sa STB-om može biti realizovana kablom sa SCART konektorom (na slici) ili koaksijalnim kablom.

Povezivanje Amino AmNet 125 STB sa TV prijemnikom upotrebom kabla sa SCART konektorom

04/21/23 14

REPRODUKCIJA DIGITALNOG HDTV• HDTV - nudi veći kvalitet slike sa:

rezolucijom: 1280×720 ili 1920×1080 piksela, Ispisom slike : “i”(interlaced - svaka druga linija) ili “p” -

progressive (linija po linija)brojem slika u s: 50 ili 60 slika u s življim bojama.

• Kvalitet reprodukcije HDTV signala na TV prijemniku zavisi od: formata ekrana (4:3 ili 16:9 - odnos stranica), brzine odziva, svetlosti, kontrasta, broj i tipa konektora na TV prijemniku i podržane rezolucije (sadržaj - rezolucija TV prijemnika).

04/21/23 15

IPTV - MREŽNA ARHITEKTURA

04/21/23 16

IPTV – kućna mreža • Kućnu mrežu čine ADSL modem (Ethernet kablom povezan sa STB),

STB (kablom povezana sa TV prijemnikom) i TV prijemnik.

• Set-Top-Box je IPTV terminalna oprema koja: – pokreće i izvršava naloge IPTV middleware-a.– dekriptuje kodiran video stream, – vrši dekodovanje (video decoding), – obezbeđuje kompozitni (analogni i digitalni) video izlaz, EPG i PVR.

04/21/23 17

IPTV - Headend• Pribavljanje i priprema sadržaja za prenos preko IP MPLS mreže• Demultipleksiranje• Video encoding• Rate shaping• Content security (kontrola pristupa i upravljanje pravima nad

sadržajem)• Enkripcija

04/21/23 18

IPTV middleware platforma

04/21/23 19

IPTV – middleware serveri

• upravljaju aktivnostima na transkoderima i IP STB-ovima,• upravljaju sa live i VoD serverima CA/DRM i paketima kanala,• prosleđuju end-to-end konfiguraciju STB-ovima, • upravljaju korisnicima – kreiranje korisničkih profila,• obezbeđuju interaktivne usluge,• upravlja generisanjem CDR fajlova i naplatom sadržaja, • povezuje elektronski programski vodič (EPG) sa sadržajem,• rade kao boot server za STB i obezbeđuje da sve STB-ove

pokreće isti softver.

04/21/23 20

Pouzdanost IPTV servisa

• Pouzdanost servisa garantuje se kroz redundansu NOC, Edge, STREAMER servera koji najčešće rade u MICROSOFT “cluster”-u (“cluster” čine radni i rezervni server sa storage – om).

04/21/23 21

IPTV MIDDLEWARE PLATFORMA - SERVISI

04/21/23 22

SERVIS EPG-a Live TV servisa• EPG (electronic program guide) je programska šema koja se

formira za svaki kanal u vidu tabele, u XML formatu. • Prilikom svakog startovanja EPG-a automatski se vrši download

i sinhronizacija podataka, a nakon toga, korisnik može da vidi informacije o programskoj šemi.

• Moguće je horizontalno (vremenska osa) i vertikalno (kanali) scroll-ovanje, kao i „ulazak“ u kanal iz EPG-ja, logo kanala.

04/21/23 23

SERVIS nPVR – odloženo gledanje TV emisija

• Korisnik može preko TV prijemnika “narediti” da se neka emisija (content provider to dozvoljava) snimi i odloženo gleda.

• Snimljeni sadržaj čuva (24h, 48h, 72h…)

04/21/23 24

IPTV - protokoli

04/21/23 25

Mobile TV

• Korisnik koji je van kuće, ima kod sebe Android mobilni telefon ili Apple IOS može da, u svakom trenutku, bez obzira na to gde se nalazi, prati širok izbor TV kanala na svom mobilnom aparatu. Servis je skup u inostranstvu i operatori ga nude nakon dogovora sa roaming partnerima.

• Platforme za mobile TV uglavnom koriste javne IP adrese.

• Platforme za mobile TV najčešće koriste adaptivni HTTPs streaming (platforma zna propusni opseg korisnika i procesorsku moć aparata pa shodno tome dodeljuje najveći mogući bit rate).

• Video fajl se ne “isporučuje” kao jedan veliki fajl, već iz posebnih delova (deljenjem tog videa na manje fajlove). Vremenski, ti delovi su obično od 2 do 10 sekundi. U slučaju da se je protok otežan ili nečim opterećen, automatski se prebacuje na video fajl manjeg bit rate-a.

04/21/23 26

Web TV

• Web TV servis je isporuka TV sadržaja preko World Wide Web-a, a neki od glavnih distributera su YouTube, Myspace, Newgrounds, Blip.tv, and Crackle.

• Preduslov -širokopojasni pristup na strani korisnika i aplikacije za reprodukciju multimedije (npr. windows media player).

• Provajderi ovog servisa nude plaćanje preko računa, “skidanje” sa prepaid kredita ili preko Self care portala u vidu Single-Sign-On usluge (korisnik šalje zahtev u formi SMS-a ili mejla na određeni broj ili e-mail adresu provajdera servisa)

• Na platformi se mogu dodeljivati privatne i javne IP adrese.04/21/23 27