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.
_________________________Подпишитесь на канал «Теле-Спутника» в Telegram: перейдите по инвайт-ссылке или в поисковой строке мессенджера введите @telesputnik, затем выберите канал «Теле-Спутник» и нажмите кнопку +Join внизу экрана.
Также читайте «Теле-Спутник» во «ВКонтакте», Facebook , «Одноклассниках» и Twitter.
