Петровский А.Д. Сучасні технології трансляції медіа контенту

*228374*

Cовременные информационные технологии/ 3.Программное обеспечение

Петровський А.Д.

Національний Технічний Університет України “Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського”

Сучасні технології трансляції медіа контенту

Потокове мультимедіа (стрімінг) — це передача медіа контенту, який безперервно отримується користувачем для перегляду цього контенту в режимі реального часу. Перші спроби відображення мультимедіа інформації на комп'ютерах почалися в середині XX століття. Однак, прогрес у цій сфері був досить малим, внаслідок високої вартості та обмежених можливостей комп'ютерів тих часів.

З кінця 1980-х і до 1990-х комп'ютери, доступні споживачам, вже були здатні відображати різні види інформації. Основними технічними проблемами потокового мовлення були:

- наявність досить продуктивного CPU і шини для передачі мультимедіа необхідного бітрейту;

- створення ОС, при роботі яких гарантується високонадійна передача даних.

Тим не менш, комп'ютери мережі залишалися обмеженими, а потокове мультимедіа поступалося традиційному (CD-ROM).

У період з 1990 до 2000 користувачі інтернету отримали:

- високу пропускну здатність мереж, зокрема, на останньої милі;

- зросла кількість абонентів мереж, особливо Інтернету;

- стали використовуватися стандартизовані протоколи та формати, такі як TCP / IP, HTTP і HTML;

- з'явилася комерція в Інтернеті.

Ці досягнення в області мереж в сукупності з високопродуктивними домашніми комп'ютерами і сучасними операційними системами зробили потокову мультимедійну інформацію доступною широкому колу простих користувачів. Автономні приймачі інтернет-радіо пропонували користувачам можливість прослуховування потокового звуку без наявності комп'ютера.

В основному, мультимедіа інформація займає великі обсяги, так що витрати на зберігання та передачу такої інформації завжди великі; тому, в більшості випадків, передана в потік інформація стискається при передачі в мережу мовлення.

Мультимедіа потоки бувають двох видів: за запитом або живими. Потоки інформації, що викликається по запиту користувача, зберігаються на серверах тривалий період часу. Живі потоки доступні короткий період часу, наприклад, при передачі відео зі спортивних змагань.

Основні переваги стрімінга перед звичними способами споживання медіа-інформації полягають в тому, що на пристроях звільняється дуже багато місця, яке раніше було зайнято різним контентом (скільки гігабайт займає музика на Вашому ПК?). Ставши користувачем сервісу, ви отримаєте доступ до контенту на всіх своїх пристроях в будь-який час доби.

Для трансляції потоку даних краще всього використовувати технологію DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP). Технологія передбачає розбиття контенту на послідовність невеликих файлових сегментів, кожен з яких містить невеликий уривок вмісту. Сам контент може створюватися в декількох бітрейтах, і клієнтові DASH стають доступними альтернативні сегменти, вирівняні в одній часовій шкалі. У міру програвання, клієнт автоматично вибирає наступний сегмент для скачування і відтворення з доступних альтернатив виходячи з умови роботи мережі. Клієнт вибирає сегмент з найвищим бітрейтом, який можливо завантажити і програти вчасно, без зависання і буферизації.

Технологія використовує існуючу інфраструктуру веб-серверів HTTP, яка застосовується для доставки практично всього контенту Всесвітньої павутини, це дозволяє таким пристроям як настільні персональні комп'ютери, смартфони, планшети, телевізори з доступом в мережу споживати мультимедійний контент (відео, радіо, телебачення) з урахуванням змінних умов роботи Інтернету.

Специфікація передбачає спеціальний формат для опису медіапотоку (MPD, англ. Media presentation description), в ньому міститься інформація про сегменти (тимчасова шкала, URL, характеристики медіа, такі як дозвіл і бітрейт відео). Сегменти можуть містити будь-які медіа-дані, проте специфікація докладно описує два типи контейнерів: мультимедійний ISO (наприклад, формат файлу MP4) і MPEG-2 Transport Stream.

Технологія не залежить від використовуваних аудіо- і відео-кодеків. Як правило, буває доступно одне або кілька подань мультимедіа-файлів (наприклад, з різним дозволом або бітрейтом) і вибір може бути зроблений на основі стану мережі передачі даних, можливостей пристрою або уподобань користувача, створюючи, таким чином, умови для потокової передачі з адаптивним бітрейтом і оптимальною якістю. DASH також не залежить від протоколів прикладного рівня, таким чином, технологія може використовуватися поверх будь-якого протоколу, наприклад CCN. Технологія була розроблена в рамках групи MPEG, робота була розпочата в 2010 році, в січні 2011 року отримала статус драфта (чернетки) міжнародного стандарту і затверджена в якості міжнародного стандарту в листопаді 2011 року. У квітні 2012 року стандарт MPEG-DASH опублікований з ідентифікатором ISO / IEC 23009-1 діє до: 2012, в липні 2013 року схвалена друга редакція стандарту, в якій були виправлені неточності і помилки, також включила підтримку повідомлень про події і якоря медіа презентацій, в грудні 2014 року друга редакція стала загальнодоступною.

Стандарт заснований на технологіях Adaptive HTTP streaming (описана в 9-му випуску стандартів 3GPP) і HTTP Adaptive Streaming (HAS, з 2-го випуску пакета стандартів Open IPTV Forum. В рамках взаємодії з MPEG, 10-й випуск стандартів 3GPP прийняв DASH (зі специфічними кодеками і режимами роботи) для роботи в бездротових мережах.