Сети доступа и компоненты системы предоставления услуг IPTV

2.1 Методы передачи трафика IPTV в IP–сетях

Передача трафика Multicast.

Multicast трафик (групповая передача пакетов) используется для передачи потокового видео, когда необходимо доставить видео–контент неограниченному числу абонентов, не перегружая сеть. Это наиболее часто используемый тип передачи данных в IPTV сетях, когда одну и ту же программу смотрят большое число абонентов.

Multicast трафик использует специальный класс IP-адресов назначения, например адреса в диапазоне 224.0.0.0 ….. 239.255.255.255. Это могут быть IP-адреса класса D.

Multicast адреса не могут быть назначены индивидуальным компьютерам (или STB). Когда данные посылаются по одному из multicast IP-адресов, потенциальный приемник данных может принять решение принимать или не принимать их, то есть будет абонент смотреть этот канал или нет. Такой способ передачи означает, что головное оборудование IPTV оператора будет передавать один единственный поток данных по многим адресам назначения.

Чтобы не формировать отдельный канал передачи данных до каждого пользователя, поток данных передается до ближайшего узла, где данные уже дублируются для всех членов группы.

Это позволяет существенно разгрузить ресурсы сети. Но чтобы добиться это­го, узлы сети должны обмениваться специальной информацией о составе групп и указаниям, кому какой контент доставлять.

Важно знать, что для реализации multicast передачи в IP-сети должны быть маршрутизаторы, поддерживающие multicast. Маршрутизаторы используют протокол IGMP для отслеживания текущего состояния групп рассылки (а именно, членство в той или иной группе того или иного конечного узла сети).

Загрузка магистральной части сети multicast трафиком зависит только от числа транслируемых в сети каналов. В ситуации с Gigabit Ethernet сетью, предположив, что половину магистрального трафика мы можем выделить под multicast передачу, мы получаем около 100 телевизионных MPEG-2 каналов, каждый имеющий скорость потока данных 5 Мб/сек.

Передача трафика Unicast.

Unicast трафик (одноцелевая передача пакетов) используется прежде всего для сервисов «персонального» характера. При этом устанавливается абонентская приставка, и каналы передачи данных в сети соединяются по топологии точка-точка. Запрос на обслуживание задает несколько параметров, включая скорость передачи, качество обслуживания и задержку.

Каждый абонент может запросить персональный видео-контент в произвольное, удобное ему время.

Unicast трафик направляется из одного источника к одному IP-адресу назначения. Этот адрес принадлежит в сети только одному единственному компьютеру или абонентскому STB.

Ожидается, что все большая доля услуг, по причине интерактивности и персонализации IPTV, будет доставляться в виде одноадресного трафика (как отдельный медиапоток к каждому потребителю).

Вследствие этого возникнет необходимость персонифицировать контент как можно ближе к абонентам, чтобы свести к минимуму распространение одноадресных потоков и, соответственно, снизить объемы трафика в магистральной сети. В простых случаях решение может состоять в подключении персонального видеомагнитофона на дому.

Но все же для расширения спектра оказываемых услуг потребуется сетевой медиакэш. Медиакэш серверы уже получили некоторое распространение. Однако в настоящее время рассматриваются более эффективные решения, способные обеспечить масштабируемость. Одним из решений является интеграция распределенного медиакэша с узлами широкополосной сети, например, с пограничным IP-маршрутизатором, оптимизированным для передачи пользовательских данных, включая видеопотоки.

Число абонентов, которые могут получать unicast трафик одновременно, ограничено доступной в магистральной части сети шириной потока (скоростью потока). Для случая Gigabit Ethernet сети теоретическая максимальная ширина потока данных может приближаться к 1 Гб/сек за вычетом полосы, необходимой для передачи служебной информации и технологических запасов оборудования. Предположим, что в магистральной части сети мы можем для примера выделить не более половины полосы для сервисов, которым требуется unicast трафик. Легко подсчитать для случая 5Мб/сек на телевизионный канал MPEG-2, что число одновременно получающих unicast трафик абонентов не может превышать 100.

Передача трафика Broadcast.

Broadcast трафик (широковещательная передача пакетов) использует специальный IP-адрес, чтобы посылать один и тот же поток данных ко всем абонентам данной IP-сети. Например, такой IP-адрес может оканчиваться на 255, например 192.0.2.255, или иметь 255 во всех четырех полях (255.255.255.255).

Важно знать, что broadcast трафик принимается всеми включенными компьютерами (или STB) в сети независимо от желания пользователя. По этой причине этот вид передачи используется в основном для служебной информации сетевого уровня или для передачи другой исключительно узкополосной информации. Разумеется, для передачи видеоданных broadcast трафик не используется.

2.2 Сети доступа в IPTV сетях