Телевидение через интернет: что такое OTT-сервисы и почему вам стоит начинать ими пользоваться

С развитием интернет технологий при просмотре телевизора и абоненты и провайдеры делают уклон на интерактивность поступающего контента. Благодаря этому между пользователем и провайдером образуется взаимосвязь, а наличие интернета предоставляет пользователю контент фактически без ограничений. Таким образом, просматривать любимую передачу становится возможным из любой точки земного шара. Основными технологиями предоставления телевизионного контента через Интернет являются OTT и IPTV – но чем же они отличаются?

Сервисы OTT-телевидения предоставляют контент в режиме онлайн и не контролируется со стороны провайдеров услуг доступа к сети Интернет. Отличительная черта технологии заключается в том, что контент отправляется потребителю напрямую через HTTP протокол. Таким образом, пользователю предоставляется возможность бесперебойного просмотра, а провайдер без помех может защищать транслируемый контент. Также OTT-провайдер может накладывать ограничения для просмотра, предоставляя абонентам платные услуги.

OTT предоставляет абонентам всего 3 преимущества при использовании контента:

• Невысокая стоимость. Ценовой сегмент на ежемесячную подписку составляет от 3 долларов;
• Доступность. Просматривать контент можно через телефон, планшет или ноутбук. У многих поставщиков OTT есть услуга “мультирум”, позволяющая подключить несколько устройств.
• Программирование. OTT тесно сотрудничает с разработчиками и наращивает спектр услуг не только контентом, но и функциями своих приложений для различных устройств.

Система имеет свои жирные недостатки, с которыми пользователю придется считаться:

• Качество “картинки” напрямую зависит от скорости интернета;
• Программирование. Большинство программ транслируются через стримы, поэтому не за всеми передачами можно наблюдать от начала до самого конца;
• Интернет провайдеры имеют ограничения на количество данных, поэтому они вынуждены ограничивать количество контента для пользователя, даже если у него используется безлимитный тариф.

Сеть IPTV предоставляет пользователям телетрансляцию при помощи IP протоколов. IPTV можно использовать сразу для нескольких сервисов одновременно, в том числе для VoD, выборочного пакета каналов, просмотр скачанного материала. Поэтому сеть IPTV должна функционировать как для единичного пользования, так и для группового обслуживания.

Мультикаст позволяет оптимизировать трафик, и разгружает нагрузки на сеть. Технология предоставляет группе абонентов одну трансляцию для общего пользования, а не использует индивидуальную подачу сигнала.

Как правило, под IPTV понимают именно поставщика услуги просмотра телевизионных трансляций, который является одновременно и поставщиком услуг доступа к сети Интернет.

В целом IPTV делится на 3 категории:

• Видеотрансляция в режиме онлайн, согласно текущей программе;
• Повторная трансляция, возможность просмотра телевизионного шоу от начала до конца;
• Каталог видеотрансляций, разбитый по категориям.

Технология IPTV в сравнении с OTT имеет свои преимущества и недостатки. В категорию плюсов относятся:

• Высокое качество медиаконтента. Content delivery и QoS позволяют транслировать контент с меньшими задержками;
• Программирование конечного приложения или ПО на STB приставке предоставляет просмотр по требованию и доступ к архивам;
• Не требует специальных программ, в комплекте поставляется приставка.

За качественный сервис придется чем-то пожертвовать. Поэтому система имеет свои жирные минусы:

• Высокая цена в сравнении с OTT;
• Качество медиаконтента может падать из-за перегрузки сети.

Несмотря на то, что пользователь в обоих случаях использует Интернет для получения медиаконтента, но все же обе системы имеют различия. При выборе пользователю потребуется учитывать факторы качества обслуживания, предоставляемый контент от поставщика услуг, стоимость и бизнес-модель проекта. Основное отличие в том, что OTT предоставляет ключи шифрования, в то время как IPTV при трансляциях использует общедоступную сеть.

Требования к уровню сигнала достаточно высокие по отношению к обеим системам, но все же OTT более снисходителен в плане скорости интернета. Так как OTT доступен на планшете и ноутбуке, то скорость интернета должна превышать 4 МБ/С. Если же речь идет о формате HD, то скорость интернета должна превышать 14 Мб/с. Для просмотра трансляций в 4K нужна скорость не менее 40 Мб/с.

Когда стоит выбор между двумя технологиям, отдать предпочтение одной из них довольно сложно. Например, OTT не привязывается к определенной интернет сети, и доступна в любой точки мира. Кроме того, с точки зрения практичности OTT выглядит предпочтительнее, так как просматривать любимое шоу можно даже через смартфон.

В то же время, IPTV предоставляет пользователю более широкий выбор медиа контента, кроме того, есть возможность просматривать завершенную телетрансляцию. Относительно качества картинки отдается предпочтение IPTV.

При выборе абоненты желают получить ту технологию, медиаконтент которой не будет зависеть от загруженности сети. Поэтому поставщик должен поставлять контент без перебоев, и с минимальной задержкой. Для решения проблемы используется интеллектуальные системы, которые распознают категорию абонентов с минимальным уровнем трафика.

Для бесперебойной работы IPTV потребуется создание архитектуры со следующими компонентами:

• Прием и обработка сигнала;
• Защита контента (CAS или DRM);
• Комплекс видеосерверов;
• Управление услугами, доступными на IPTV приставках – т.н. middleware;
• Мониторинг качества потоков и клиентского оборудования;
• Абонентские устройства.

Интерактивное телевидение обладает некоторыми преимуществами в сравнении с OTT. Для базы клиентов разработчики IPTV должны предоставлять в распоряжении следующие функции:

• Потоковое вещание;
• Отложенный просмотр;
• Сетевой персональный видеорекордер;
• Видео по запросу;
• Интерактивное приложение.

IPTV имеет незначительные преимущества в сравнении с кабельным телевидением. Архитектура IP дает возможность разработчикам контролировать активную базу клиентов, и поддерживать с ними обратную связь.

С другой стороны, разработчики IPTV должны искать спонсорские влияния, или иметь в распоряжении солидную сумму, так как потребуется средства для создания инфраструктуры покупку видеосерверов и оборудования поддерживающего мультикаст.

Кроме того, IPTV не имеет массового спроса, так как привязывается в определенной геолокации, к тому же сотрудничают с местным оператором сотовой сети.

Для полноценной работы IPTV провайдеру потребуется предоставить конечному потребителю полноценный продукт. Два компонента предоставляются в распоряжение пользователю: residential gateway, т.е. устройство, действующее как сетевой шлюз для доступа к интернет ресурсам, и STB (Set-top Box), устройство, принимающее IPTV сигнал.

Остальные составные элементы остаются у провайдера:

• Broadband Access node — это составные элементы оборудования, отвечающие за прием, декодирование и трансляцию медиаконтента;
• Aggregation network — сеть агрегации занимается передачей контента в сеть. Включает в себя коммутаторы, маршрутизаторы, и широкополосные сетевые шлюзы.
• IPTV Middleware — программное обеспечение. ПО необходимо и для провайдера, и для конечного потребителя, так как занимается приемом и декодированием поступающих сигналов. Кроме того, ПО необходимо для биллинга, и контроля различных аспектов контента.
• Digital Right Management — программное обеспечение позволяющее шифровать контент и исключает пиратского качества контента;
• Source Media Server — хранилище контента.
• Encoders System — производит кодирование и сжимает видеофайлы до требуемого разрешения.

Данный набор оборудования имеет следующие назначение:

• Скорость передачи данных, адаптируя медиаконтент с требуемым разрешением;
• Исключать задержку сигналов;
• Равномерное распределение трафика;
• Узлы доступа должны располагаться в максимально близком расстоянии от пользователя, это приведет к эффективному использованию каналов;
• Качество сети в каждой точки;
• Качество предоставления услуг (QoS).

IPTV не используется как отдельная услуга, поэтому абонент может одновременно с просмотром телевизионных программ просматривать в интернете интересующие страницы, скачивать файлы или играть онлайн. У пользователя могут быть слегка завышены ожидания, потому что канал может быть перегружены аналогичными запросами со стороны других пользователей.

Задача QoS заключается в обозначении приоритетной линии между запросами пользователя и реально доступными ресурсами. К примеру, одновременно занимаясь просмотром шоу-программы и скачивая файлы в просторах интернета, пользователю в первую очередь будет предоставлена телевизионная программа, а задача загрузки файла будет осуществляться в зависимости от перегруза сети.

IPTV более требовательна по отношению к оператору сети, кроме того потребуется оборудование для качественного просмотра телевизионного шоу. Также, сумма ежемесячного платежа за использование телевидения значительно выше в сравнении с OTT.

Однако, если когда речь заходит о качестве контента, то IPTV выглядит более привлекательным вариантом. IPTV имеет более расширенный функционал в сравнении с OTT, но полностью зависит от поставщика услуг Интернета.

Использование OTT примечательно лишь тем, что предоставляет абонентам зашифрованную сеть, а просматривать медиаконтент возможно в любой точке земного шара. IPTV в свою очередь привязывает абонента к определенной зоне, в то же время предоставляя возможность серфинга в интернете.

Блог компании Эрливидео Системное администрирование *IPTV * В этой статье я хочу рассказать, как защищают видео контент, какие технологии для этого применяют. Речь пойдет в основном про интернет вещание, но придется затронуть и про DVB, и про Multicast, чтобы было понятнее, в чем разница. Stalker Middleware, которую мы установили в прошлой статье, имеет интеграцию с нашей системой защиты контента, а так же с NGINX X-accel и Secure Link. Статья рассчитана не только для профессионалов, но и для тех, кто еще ничего не знает про IPTV/OTT. Есть два подхода к вещанию видео контента:

• Broadcast — когда поток с данными неконтролируемо распространяется по сети. Примеры: спутниковое/кабельное вещание, multicast.
• Unicast — клиент приходит на сервер и запрашивает контент. Применяется в OTT-сервисах.

Ключевое отличие — наличие обратной связи. Существуют гибридные системы, забудем про них в рамках этой статьи.

Broadcast

Наша компания работает с вещанием видео через интернет, поэтому тут кратко, просто чтобы было понятнее, в чем разница между скрэмблированием видео на источнике и управляемоей раздачи видео. Multicast у меня в Broadcast попал, потому что, во-первых, это форма широкого вещания, во-вторых, я говорю не только про передачу пакетов в IP-сетях, но и затрагиваю DVB. При Broadcast вещании нет обратной связи между источником и клиентом, поэтому есть только один способ защитить контент — заскрэмблировать все на источнике. Чтобы клиент смог посмотреть защищенный контент, ему нужно узнать ключ, который периодически меняется. Ключи рассылаются клиентам вместе с контентом таким образом, что только получатель может его расшифровать. Как правило, для этого используют модули условного доступа (CAM-модули), а такая система называется — система условного доступа. С таким способом защиты контента встречались практически все, кто пользуется услугами платного ТВ. Спутниковые вещатели уже много лет используют такой способ защиты, вынуждая периодически менять карты доступа и/или CAM-модули (или даже приемники, если CAM-модуль встроенный). Главный недостаток таких систем в том, что ключами можно делится (Кардшаринг). Без обратной связи, нельзя проверить подлинность карты или модуля, да и узнать о существовании и количестве злоумышленников технически невозможно. В IPTV сетях вместо CAM-модулей используется специальный софт, он общается с CAS-сервером и получает ключи. Такой подход практически исключает кражу контента, т.к. общение с CAS-сервером происходит по защищенному Unicast-соединению, а у приемника нету карты или модуля, который можно обмануть или подделать. Управляемое сетевое оборудование позволяет ограничить количество каналов, просматриваемых одновременно (как правило, операторы разрешают просмотр 2-6 каналов одновременно), поэтому весь контент проблематично, как это делают при спутниковом/кабельном вещании. Говорить тут особо не о чем. Технология принципиально не меняется уже много лет. Старые системы взламывают, появляются новые. Недостатки есть, но в целом система работает.

Unicast

При Unicast вещании можно использовать Broadcast подход: скрэмблируем поток на источнике, а ключи раздаем через интернет. В таком случае, все то же самое, что и у IPTV, только вещаем не мультикастом, а по HTTP. А можно по-другому ограничить доступ к контенту: использовать уникальные для каждого пользователя токены. Идея заключается в том, что Middleware отдает каждому пользователю уникальные ссылки для просмотра, а видеосервер проверяет эти токены через Middleware API. Такая схема требует меньше серверов и софта, что дает хорошую экономию и на старте, и во время эксплуатации. Сам контент не шифруется, но получить доступ к нему не получится без разрешения от Middleware. Портал выдает одноразовые ссылки, перехват которых не имеет значения — открыть ссылку сможет только то устройство, которое запросило ссылку. А от банального перехвата трафика спасает HTTPS. «Но ведь контент остается открытым, ничто не мешает его сохранить на диск или ретранслировать другим пользователям.» — скажете вы. Да, конечный пользователь может сохранять сегменты к себе на диск и даже организовать трансляцию другим пользователям. Но, у одноразовых ссылок есть срок жизни. Настроить и забыть не получится. Придется регулярно получать новые ссылки от Middleware. Да и в статистике будет видно, что пользователь 24/7 смотрит один и тот же канал. Подозрительно. Так как раздача контента по HTTP процесс контролируемый, значит мы можем отслеживать количество одновременных соединений. А это значит, что два канала уже не получится смотреть одновременно (если, конечно, не позволяет тарифный план). Чтобы ретранслировать весь ваш контент, придется зарегистрировать количество учетных записей, равное количеству телеканалов и настроить ботов, которые будут получать актуальные временные ссылки эмулируя работу приставки. Тут придется проявить фантазию, иначе по логам можно будет легко вычислить таких пользователей. Вот представьте, из одного датацентра (/24 сети) появилось 100 пользователей, которые 24/7 смотрят одни и те же каналы. Придется такой ботнет раскидать по разным датацентрам и настроить какую-нибудь систему ротации каналов между учетными записями, чтобы не было подозрительно. Можно обсудить в комментариях, как стырить контент и остаться незамеченными. «Но ведь телеканалы не позволяют транслировать их в кабельных/локальных/интернет сетях без шифрования сертифицированной CAS-системой.» — добавьте вы. Не будем в рамках этот статьи разбираться с юридическими нюансами. У разных телеканалов разные требования, бывают каналы, позволяющие открытую трансляцию, кроме телеканалов наши клиенты вещают видео с камер наблюдения, которое тоже нужно защищать от чужих глаз. Система авторизации может применяться для передачи видео между серверами, датацентрами если вы агрегатор контента, а не вещаете напрямую клиентам. Многие клиенты приходят к нам именно ради системы авторизации.

Ладно, хватит теории, давайте займемся практикой.

Stalker имеет несколько встроенных механизмов для защиты видео. Они имеют ряд ограничений: не совместимы с некоторым протоколами (например, RTSP), не могут полноценно защищать HLS потоки и не учитывают одновременные подключения. Зато не требуют специализированного видеосервера. Если в настройка телеканала включить временные ссылки, но не установить галочку напротив «NGINX secure link» или «Flussonic support», то Stalker будет использовать X-Accel-Redirect для доступа к контенту. Данная конфигурация подходит для защиты HTTP MPEG-TS потоков, т.к. между сервером и клиентом устанавливается только одно TCP соединение. Посмотрим, как выглядит конфигурация NGINX:

server{       listen 0.0.0.0:8888;       rewrite ^/ch/(.*) /stalker_portal/server/api/chk_tmp_tv_link.php?key=$1 last;       location /stalker_portal {         internal;         proxy_set_header Host 192.168.1.1; # <-- имя хоста с порталом или IP         proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;         proxy_pass http://192.168.1.1:88/stalker_portal; # <-- IP адрес портала     }       location ~* ^/get/(.*?)/(.*) {        internal;          set $upstream_uri       $2;        set $upstream_host      $1;          set $upstream_url http://$upstream_host/$upstream_uri;          proxy_set_header Host $upstream_host;        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;        proxy_pass $upstream_url;     } }</code>

Stalker генерирует ссылку вида: stalker/ch/TOKEN123, где TOKEN123 — уникальный, одноразовый пароль. Когда клиент открывает эту ссылку, NGINX делает rewrite на файл chk_tmp_tv_link.php, который проверяет валидность токена и возвращает ссылку на поток с помощью заголовка X-Accel-Redirect. Исходный код файла chk_tmp_tv_link.php:

  include "./common.php"; $result = Master::checkTemporaryLink($_GET['key']);  if (!$result){     $result = '/404/'; }  header("X-Accel-Redirect: ".$result);  

Согласно документации, для использования временных ссылок, необходимо задавать URL канала в формате: 192.168.1.1:8888/127.0.0.1:8899/udp/239.1.1.1:1234, где 192.168.1.1:8888 — это сервер udpxy, с установленным NGINX. Проверив токен, Stalker возвращает в переменной $result ссылку на stalker/get/127.0.0.1:8899/udp/239.1.1.1:1234. Как мы знаем из конфигурации NGINX, /get/ — это internal location, что означает, что доступ сюда можно получить только через X-Accel-Redirect заголовок, полученный от бэкенда. Далее, с помощью нехитрого регулярного выражения, NGINX начинает проксировать (proxy_pass) на локальную (или удаленную) udpxy. Как видите, защита контента от несанкционированного доступа — это просто. Один rewrite, один location с параметром internal и небольшой бэкенд скрипт — все это доступно «из коробки» и отлично работает. Подробнее о работает X-Accel вы можете почитать в официальной документации NGINX. NGINX Secure links в Stalker Теперь поставим галочку «NGINX secure link» Ограничения: Stalker защищает доступ к HTTP MPEG-TS потокам и ссылки на m3u8 плейлисты. Сами же чанки и медиа плейлисты остаются незащищенными и с помощью tcpdump/wireshark можно легко узнать адреса медиа плейлистов и подключаться к ним напрямую. Самый простой и, главное, более надежный способ защитить потоки — включить интеграцию с Flussonic. Настройка со стороны Сталкера не требуется, стоит лишь поставить галочку «Flussonic» в настройках канала, а со стороны Flussonic требуется лишь указать адрес Сталкера. Flussonic — это видеосервер нашей разработки, широко применяющийся во многих OTT и IPTV сервисах. Наши сильные стороны — это управление доступом и учет сессий, запись архива. Подробнее у нас на сайте. У нас реализован механизм идентификации пользователей и отслеживания подключений с помощью авторизационных бэкендов. По протоколам HLS и HDS используются HTTP механизмы отслеживания сессий, а по протоколам RTMP, RTSP и MPEG-TS обрабатываются постоянные TCP сессии. Также отслеживается экспорт архива в формате MPEG-TS и MP4. Stalker — это и есть авторизационный бэкенд. Когда клиент приходит за видео, мы передаем бэкенду не только IP-адрес и имя канала, но и другую важную информацию: — Token — HTTP Referer — Количество открытых сессий на этом потоке — Общее количество открытых сессий на сервере — Запрашиваемый протокол: (hls, dash, hds, rtmp, rtsp, mpegts или mp4) — Тип подключения (новое соединение или продлевается текущее) — Тип запрашиваемого контента (живой поток, архив, скриншоты или обращение к API) — User-Agent — query string — Адрес и порт сервера, куда пришел запрос Эта информация позволяет бэкенду гибко контролировать доступ. Можно использовать все данные, чтобы строить сложные правила. В ответ, Сталкер возвращает не просто да/нет, но и информацию о сроке действия разрешения (или запрета), id пользователя и количество одновременных соединений для этого пользователя. Flussonic сохраняет ответ и на время действия разрешения не посылает повторных запросов в бэкенд. Так как статья получается итак затянутой, я не буду показывать как настроить авторизацию во Flussonic через Stalker, это очень просто и у нас есть краткая, но исчерпывающая документация по этому вопросу.

Подводим итоги.

В большинстве случаев для защиты контента от несанционнированого просмотра в интернете можно обойтись без шифрования, делается это легко бесплатными средствами популярной Middleware, а можно и настроить интеграцию с видеосервером, убрав со Stalker лишнюю роль и нагрузку. Расскажите в комментариях, какими средствами защиты контента вы пользуетесь? Интересно не только про ТВ-вещание, но и VOD-сервисы, видеонаблюдение. Судя по количеству просмотров первой статьи цикла «Строим OTT/IPTV сервис», еще не все построили свои решения и мне не стоит затягивать со следующими статьями. Дальше надо бы поговорить про вставку видео на сайт, этот вопрос не такой простой, как может показаться. Прочитайте нашу статью “Какой бывает HTML5-стриминг (и почему mp4-стриминга не существует)”, она рассказывает о современных средствах передачи и просмотра потокового видео в браузере. А еще мы запустили бесплатный сервис сбора статистики для всех наших клиентов.

Добавлено 20 сентября 2018 в 13:58

В информационной индустрии продолжается процесс конвергенции. Если говорить простыми словами, это означает, что операторы вещательных сетей, например кабельного телевидения (СКТВ), все больше занимаются предоставлением услуг доступа по передаче данных, а операторы сетей передачи данных (СПД) предоставляют услуги теле- и радиовещания.

Первым поколением технологии предоставления услуг теле- и радиовещания в СПД было IPTV-вещание. Этот формат практически повторяет режим работы вещательных сетей, когда большой объем программ из одного источника транслируется множеству абонентов. Однако изначально СПД не были рассчитаны на работу в таком режиме. Поэтому для эффективной реализации такого функционала были разработаны режимы мультикастового вещания и семейство протоколов IGMP. При IPTV-вещании трансляция ведется в потоковом режиме с использованием протокола UDP или его модифицированной версии RTP. Эти протоколы не гарантируют надежной доставки контента, поэтому к сети, в которой осуществляется такое IPTV-вещание, предъявляются весьма жесткие требования по качеству сервиса (QoS). Обеспечение таких требований — трудоемкая и дорогостоящая задача, поэтому IPTV-вещание обычно реализуется в пределах одной СПД и чаще всего только оператором этой сети. В итоге оказалось, что IPTV-вещание практически дублирует возможности операторов СКТВ в части охвата аудитории, набора сервисов, дополнительного функционала и используемых абонентских устройств. А в части стоимости сети, надежности и сложности использования — даже проигрывает операторам СКТВ. Преимущества IPTV главным образом выражаются в возможности реализации режима «видео по запросу», однако эта услуга пока не является широко востребованной. Абонент IPTV не имеет выбора и оказывается привязан к набору программ и сети оператора СПД. Да и оператору СПД приходится организовывать несвойственную для него, непростую работу по подбору контента и очистке прав на его трансляцию. Поэтому IPTV-вещание стало первым шагом, но не прорывной технологией, способной привлечь массовых абонентов к операторам СПД.

Преимущества OTT

Сегодня пришло время нового поколения технологии IP-вещания — OTT (over the top). В чем же ее особенности и почему ей уделяется столько внимания?

Начну с потребительских свойств. Эта технология позволяет через любую СПД, независимо от оператора («через голову оператора» — отсюда и название over the top) надежно доставлять любые видеопотоки на стационарные и мобильные устройства абонентов. Возможен просмотр программ на множестве разноформатных экранов — так называемый режим мультискрин. При этом в большинстве случаев не требуется применения специальных приставок (STB). Для комфортного подключения к сервисам достаточно с помощью несложного middleware на головной станции сформировать веб-страничку, подобную показанной на рисунке 1.

Пользователь может зайти на эту страничку и просматривать программы, используя стандартный браузер. Для более продвинутой навигации оператор может создать приложение, предназначенное для установки на мобильное устройство или Smart TV, и с его помощью осуществлять навигацию по программам. Технология прекрасно работает на нестабильных и ненадежных линиях связи, таких как Wi-Fi. Она позволяет получать оператору полную статистику просмотров: информацию о телепрограмме, времени просмотра, разрешении, типе приемного устройства и т. д., что исключительно важно для монетизации услуг и организации целевой рекламы. Набор этих возможностей позволяет говорить об ОТТ как о революционном шаге в развитии IP-вещания. Технология позволяет множеству независимых ОТТ-провайдеров конкурентно предлагать услуги абонентам, независимо от нахождения их в сетях разных операторов СПД. Это снимает территориальные ограничения на распространение контента. При этом разные виды деятельности разделены: оператор СПД занимается своей основной деятельностью, а провайдер ОТТ — своей.

Все это позволяет говорить, что ОТТ — это уже не функциональная копия CATV-систем, а самостоятельный сервис, имеющий собственные уникальные возможности.

Структура OTT-системы

Так как же реализуются все эти возможности, какие ограничения и новые приложения имеет технология и чем придется заплатить за все это участникам процесса?

На рисунке 2 показана базовая структура ОТТ-системы. Как она работает?

На вход головной станции ОТТ-вещания подаются цифровые видеопотоки, обычно в формате MPEG TS. Они поступают на вход мультибитрейт (MBR) транскодера, который формирует из них несколько видеопотоков — профилей, с разным битрейтом и разрешением. Эти профили адаптированы под различные устройства и различные пропускные способности канала связи. Все эти потоки синхронизированы по I-фреймам и имеют одинаковую структуру группы кадров (GOP). Это требуется для того, чтобы мобильный абонент при перемещении через зоны с различным доступным битрейтом получал видеосервис без скачков и разрывов. Из этой структуры видно, что максимальное количество доступных для вещания ОТТ-сервисов определяется производительностью входного MBR-транскодера. Компания WISI для таких целей предлагает использовать транскодеры серии WISI INCA 4410/4420/4430. В зависимости от конфигурации и вида сервиса (HD/SD), в одном шасси высотой 1 U можно обработать до 18 HD-программ с четырьмя профилями каждая или до 36 SD-программ с двумя профилями каждая. Если требуется транслировать большее число программ, нужно просто добавить необходимое количество шасси транскодеров.

Затем вступает в дело OTT-сервер (origin server). Он осуществляет индивидуальное взаимодействие с каждым абонентом. Процесс выглядит примерно следующим образом: абонентское устройство запрашивает у ОТТ-сервера подключение к желаемому сервису и при этом сообщает параметры потока, который устройство может обрабатывать и который позволяет обеспечить пропускная способность канала. ОТТ-сервер дает команду упаковщику, какой профиль и какой сервис необходимо передать абоненту. Упаковщик подготавливает набор фрагментов (chunks) выбранного сервиса длиной несколько секунд, помещает их в буфер передачи, и начинается процесс передачи этих фрагментов на приемное устройство. Фрагменты передаются через Интернет по протоколу TCP/IP как стандартные пакеты данных. Все интернет-сети ориентированы на передачу таких пакетов, поэтому они стандартным образом доходят до абонентского устройства, где помещаются в буфер приемного устройства. Все пакеты пронумерованы, поэтому в приемном буфере они выстраиваются в том же порядке, что и в передающем. При этом если какой-либо из пакетов придет поврежденным или не будет получен в заданное время, то приемное устройство запросит повторную его передачу и процесс перезапроса будет повторяться до тех пор, пока безошибочно не будут получены все фрагменты потока. Это стандартная процедура протокола TCP/IP. Таким образом обеспечивается безошибочная передача потока даже в сетях с искажениями и потерями. Далее в приемном устройстве полученные пакеты снова объединяются в непрерывный поток, который подается на MPEG-декодер и далее на устройство отображения.

В процессе просмотра телепрограммы абонентское устройство продолжает непрерывно обмениваться с ОТТ-сервером информацией и при изменении пропускной способности канала или загрузки процессора может запросить переключение на другой битрейт, более низкий или более высокий, что и будет бесшовно произведено ОТТ-сервером. Именно для этого требуется выравнивание профилей по I-фреймам.

Головная станция может быть легко дополнена сервером видео по запросу (VoD), catch up TV и другими дополнительными сервисами.

Такой способ передачи позволяет надежно передавать видеопоток в сетях, где текущий битрейт временами даже может падать до нуля, главное, чтобы за время буферизации средняя пропускная способность канала не опускалась ниже среднего битрейта видеопотока.

К недостаткам OTT-передачи можно отнести задержку видеосигнала на время буферизации, которое может составлять до нескольких десятков секунд. Для большинства услуг это несущественно, но делать ставки на тотализаторе через ОТТ-сервис я бы не рекомендовал.

Кроме того, ОТТ — это юникастовое вещание, потоки которого суммируются в сети. Поэтому широкое внедрение этой услуги ведет к значительному увеличению трафика в СПД. Так, например, всего 100 абонентов, смотрящих чемпионат мира в HD-формате с 10 Мб/с, создадут дополнительную нагрузку на сеть в 1000 Мб/с. Для сравнения, при мультикастовом вещании эти же абоненты создали бы нагрузку всего в 10 Мб/с.

Другие особенности ОТТ-передачи вытекают из того, что ОТТ — это индивидуальное обслуживание. Так как с каждым абонентом ведется непрерывный диалог, максимальное количество одновременно обслуживаемых абонентов определяется производительностью упаковщика и ОТТ-сервера. Фирма WISI в качестве комбинированного упаковщика и ОТТ-сервера предлагает устройство WISI INCA 5420 MPO. Это 19” 1U-устройство может поддерживать одновременное подключение до 1,8 тыс. ОТТ-абонентов. Если потребуется работать с большим числом абонентов, устройства можно каскадировать.

Примеры применения

Для решения некоторых задач оператору нет необходимости работать с большим числом ТВ-каналов и обслуживать большое количество абонентов. Например, в гостиницах, на турбазах, в домах отдыха, в корпоративных сетях и т. д. Для таких применений фирма WISI выпустила головную станцию «все в одном», которую назвала Multiscreen Launch Platform (MLP — начальная платформа для мультиэкранного вещания). Это 19” 1U-устройство, которое представляет собой законченную ОТТ головную станцию, включающую в себя транскодер на 12 HD- или 24 SD-программ (или их комбинацию), упаковщик и ОТТ-сервер, способный обслуживать одновременно до 500 абонентов. В состав устройства входит также необходимое middleware, которое позволяет абонентам быстро подключаться к желаемым каналам. Это middleware легко может быть адаптировано под индивидуального оператора. Использование этой платформы позволяет операторам значительно упростить и ускорить запуск ОТТ-вещания на таких объектах.

Но кроме такого «абонентского» применения, технология ОТТ позволяет решить ряд профессиональных задач оператора. Так, она оказалась применима для профессиональной доставки каналов вещания от места съемки до центральной студии или телепорта. Наверное, многим приходилось наблюдать, как освещаются значимые события — спортивные соревнования, концерты, политические мероприятия. Телекомпании доставляют на место события передвижные телестудии и устанавливают временные спутниковые станции связи для передачи сформированных телепрограмм в центральную аппаратную или на телепорт. Однако организация таких спутниковых линий очень дорога. Они имеют невысокую помехозащищенность, и в некоторых ситуациях их весьма сложно организовать.

Иногда местному оператору требуется доставить локальный канал от места производства до центрального телепорта для включения его в глобальный пакет. Здесь также часто используются спутниковые радиолинии.

Во всех этих случаях задачу значительно дешевле и надежнее можно реализовать на базе технологии ОТТ. Затраты на доставку сигнала могут сократиться в десятки раз. Структура такой системы показана на рисунке 3.

Здесь передающая часть практически не отличается от абонентской, только в профессиональном варианте количество входных программ и количество абонентов составит всего несколько единиц. И дополнительно, для защищенной передачи контента по открытым сетям, в состав станции может быть включен скремблер. Для решения такой задачи подходит станция WISI MLP. Под такие задачи в MLP-линейке предусмотрены варианты станции на 2, 4 и 6 входных каналов. За счет малого числа каналов такое решение получается не только компактным, но и экономичным.

А вот приемная часть существенно отличается от абонентской. В профессиональном ОТТ-приемнике восстановленный транспортный поток не поступает на устройство отображения, а преобразуется в IPTV-поток, который может дальше обрабатываться или включаться в состав цифрового пакета. Для таких задач компания WISI предлагает полузаказной профессиональный ОТТ-приемник WISI FireFly HLS IRD. Как профессиональное устройство он предназначен для работы в режиме 24/7, имеет веб-управление, резервированное питание, позволяет редактировать состав транспортного потока и выдавать принятые сигналы в виде IPTV-, DVB-, ASI- или аналоговых RF-сигналов. В зависимости от требований заказчика он может принимать от двух до шести OTT-потоков и иметь в своем составе CAM-слоты для декодирования скремблированных сигналов. Система протестирована с САS-системами различных производителей. Конкретная конфигурация формируется по требованиям заказчика.

На базе подобного решения можно, например, построить систему корпоративного телевидения для компаний, имеющих центральную телестудию и множество офисов как в одном здании, так и в разных концах страны или даже в разных странах.

Это хорошее решение, например, для организации телевидения в дипломатических представительствах за рубежом. Его структура очень проста и показана на рисунке 4.

Управление ОТТ-станцией осуществляется через встроенный веб-интерфейс. Настройка и конфигурирование производятся с использованием встроенной мощной специализированной системы VidiOS с возможностями анализа, логгирования, записи и отображения видеопотоков. Платформу можно дополнить, установив блок группового видеоконтроля AllSeeing Eye INCA 5420.

Подводя итог вышесказанному, можно утверждать, что технология ОТТ предоставляет операторам и абонентам принципиально новые возможности и значительно меняет облик всего телекоммуникационного рынка.

Теги

IPTVOTTТелевидение