Современные информационные технологии/2. Компьютерная инженерия

магистрант Альбеков Р.М.

Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, Казахстан

Некоторые особенности вещания услуги IPTV

Основой построения NGN являются мультисервисные сети, на базе которых осуществляется предоставление широкого спектра услуг в том числе услуги IPTV. Одной из важных проблем является предоставление качества обслуживания (QoS) для каждой услуги, причем требования к параметрам передачи по сети специфические для разных приложений.

В рекомендации ITU Y.1540 [1] определены сетевые характеристики как наиболее важные с точки зрения степени их влияния на сквозное качество обслуживания (от источника до получателя)

· Пропускная способность;

· Надежность cети/ сетевых элементов;

· Задержка (мс) и джиттер задержки;

· Величина потерь (%)

· Живучесть сети – возможность сохранения работоспособности сети при выходе из строя отдельных элементов;

Задержка доставки пакета IPTD (IP packet transfer delay) определяется как время t2-t1 между двумя событиями – вводом пакета во входную точку сети в момент t1 и выводом пакета из выходной точки сети в момент t2, где t2>t1 и t2-t1≤ Tmax.

В общем IPTV определяется как время доставки пакета источника к получателю для всех пакетов. Средняя задержка доставки пакета IP определяется как среднее арифметическое задержек пакетов в выбранном наборе переданных и принятых пакетов. Рост нагрузки и уменьшение доступных сетевых ресурсов ведут к росту очередей в узлах сети и, как следствие к увеличению средней задержки доставки.

В виду того, что IPTV использует межсетевой протокол IP, который позволяет не только принимать данные, но и передавать, обозначило некоторые особенности услуги IPTV.

IPTV использует многоадресную рассылку для передачи данных, отсюда возникает проблема, что все каналы не могут передаваться одновременно, так как требуется огромная пропускная способность канала, между конечным роутером и шлюзом абонента. Таким образом на STB неизбежны задержки, когда пользователь выбирает новый канал.

Время переключения канали считается одним из самых важных параметров качества услуг (QoE) измеряемых в IPTV. Задержка смены канала определяет, как разница во времени между запросом на изменение канала, который активируется кнопкой на пульте дистанционного управления, и показом первого кадра запрашиваемого канала на экране телевизора.

В отличие от аналогового телевидения, задержки при переключении каналов увеличиваются за счет необходимости буферизации аудио / видео данных, декодирования на STB и другие дополнительные данные сигнализации. Поэтому задача стоит в том, чтобы минимизировать время переключения канала.

Существует несколько подходов для решения данной проблемы, одна из них технология быстрого переключения каналов RCC (Rapid Channel Change) от компании Cisco, и мгновенное переключение каналов ICC (Instant Channel Change) компании Microsoft.

Суть технологии состоит в том, что потоки видеоданных кэшируются на специальных серверах, работающих на сетевом уровне, или серверах смены каналов. По запросу телевизионной приставки с ближайшего сервера пользователю, при помощи одноадресной передачи данных направляется RTP – поток трафика (Real – time Transport Protocol), который несет данные только, что выбранного пользователем канала. После того, как буфер телевизионной приставки заполнен; и пользователь начинает просмотр, приставка переключается на многоадресный поток. Помимо ускорения процедуры переключения каналов, последние из указанных технологий используется также для коррекции видеосигнала – еще одной, серьезной проблемы, с которой сталкиваются разработчики и поставщики услуг IPTV. При обнаружении потери пакетов телевизионная приставка запрашивает их повторную передачу, ошибка автоматически устраняется путем передачи недостающих пакетов, которые возвращаются на свое место приставкой без ущерба для воспроизводимого видеоизображения.

Весь цикл корректировки длится доли секунды и остается незаметным для пользователя.

Архитектура сети IPTV с использованием одноадресных RTP – потоков для ускорения процедуры переключения каналов показан на рис. 1.1. Конечные пользователи подключены к мультиплексору доступа цифровой абонентской линии DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), который, в свою очередь подключен к граничному маршрутизатору [3]. Трафик мультивещания от сервера IPTV поступает как к конечны пользователям, так и на сервер ретрансляций, где он кэшируется и при необходимости передается на телевизионную приставку с помощью кратковременного одноадресного потока.

Данная реализация, однако обладает, однако и существенными недостатком – если одновременно большое число пользователей переключается между каналами, то объемы одноадресного трафика растут, повышая нагрузку на сеть. Массовый переход пользователей может быть вызван, в частности трансляцией рекламы, которая зачастую синхронизирована и начинается на нескольких каналах одновременно.

Рис. 1.1. Архитектура сети IPTV с использованием одноадресных

Периодичность этого явления означает, что проектирование звеньев сети должно учитывать эти кратковременные всплески требований к пропускной способности.

Литература:

1. Internet protocol data communication service – рекомендация Y.1540

2. Cisco Visual Quality Experience Data Sheet, http://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/video/content-delivery-engine-series/product_data_sheet0900aecd806c0bfb.html

3. Byrav Ramamurthy, George N. Rouskas, Krishna Moorthy Sivalingam - Next-Generation Internet Architectures and Protocols -2011