Технология IPTV и Интерактивное телевидение
Эдуард Черкасов,
генеральный директор «Медиа Стиль»
IPTV, которому в последнее время уделяется много внимания, является одним из наиболее сложных и перспективных видов вещания телевизионного сигнала. Появившись в середине 80-х годов ХХ века, данный вид вещания создал целое новое направление в предоставлении телевизионных услуг – интерактивное телевидение.
Наряду с ускоренным развитием IPTV до сих пор нет четкой классификации и структуризации данного вида вещания. Очень часто термин IPTV является синонимом интерактивного телевидения и даже интернет-телевидения. Данное смешение понятий возникает из-за наличия основного однородного свойства – использование сетей передачи данных операторов связи для качественной передачи видеосигнала с рядом дополнительных функций, недоступных при передаче другими (традиционными) видами вещания.
Развитие систем предоставления телевизионных услуг в настоящее время происходит в трех направлениях: передача телевизионного сигнала через эфир, спутниковые каналы связи и посредством кабеля.
Традиционно все три направления развиваются в рамках базового вида вещания – broadcast – формы передачи данных (видеосигнала) через некую среду передачи данных (эфир, спутник или кабель), при которой пакеты данных передаются всем участникам сети. Применительно к телевидению, в данном случае, все абоненты, подключенные к сети передачи данных, получают одинаковый набор телеканалов. Разграничение доступа к тем или иным каналам (группировка по пакетам) осуществляется при помощи дополнительных технических средств, находящихся у абонентов (в частности – карточки доступа для операторов спутникового телевидения, частотные делители сигнала – для абонентов кабельного телевидения).
Этот вид вещания наряду с преимуществами имеет и ряд недостатков:
· Ограничения по объему передаваемых данных (в частности, эфирная и кабельная среда ограничена частотным планом, спутник – количеством транспондеров). Данные ограничения приводят к количественным ограничениям, к примеру – количества телеканалов, расширение же канала связи (новые спутники и дополнительные кабельные сети) резко удорожает предоставление телевизионных услуг.
· Ограничения, связанные с качеством передаваемого сигнала
Наиболее качественным среди используемых сред передачи данных до сих пор является спутниковое телевидение, однако у абонентов часто появляются проблемы, связанные с необходимостью периодической настройки спутниковых приемников (тарелок) вследствие воздействия на них окружающей среды (сильный дождь, грозы, ветер и т.д.). На качество же аналогового сигнала эфирного и кабельного телевидения очень сильно влияет целый ряд помех, рождаемых инфраструктурой современных мегаполисов.
Улучшить качество передачи видеосигнала в эфирной и кабельной среде позволило появление стандарта DVB (Digital Video Broadcasting) – семейства европейских стандартов цифрового телевидения. Основной задачей внедрения данного стандарта стал переход на вещание в цифровом качестве.
В настоящее время стандарт DVB развивается для вещания цифрового контента в следующих средах передачи данных:
· DVB-S (satellite) – cпутниковое вещание;
· DVB-C (cable) – кабельное вещание;
· DVB-T (terrestrial) – наземное эфирное вещание;
· DVB-H (handheld) – наземное эфирное вещание для портативных устройств (мобильные телефоны).
Однако даже при внедрении стандарта DVB, позволяющего значительно улучшить качество передаваемого сигнала, остаются ограничения по количеству передаваемых данных из-за дороговизны или невозможности расширения используемых каналов связи. Наряду с этим вышепредставленные технологии обладают еще одним ограничением – они не позволяют создать массовое и недорогое решение для получения обратной связи от абонентов.
В конце прошлого века в Европе получила развитие технология передачи видео-сигнала поверх IP-протокола или IPTV (Internet Protocol Television). Данная технология стала следствием развития операторов связи, к тому времени уже использующих IP-протокол для передачи данных и голоса (VoIP).
Термин IPTV появился в 1995 году и связан с наименованием программного обеспечения IP/TV, предложенного основателями компании Precept Software Джудит Эстрин и Биллом Каррико, позволяющего воспроизводить аудио и видео по IP-протоколу с разрешением, сравнимым с DVD, и использованием как Unicast, так и Multicast-вещания. Авторами программного обеспечения были Стив Каснер, Карл Ауэрбах и Ча Чи Куан. Три года спустя фирма Precept Software вошла в состав Cisco. Тогда же, в 1998 году, состоялось первое радиовещание, а еще через год в Великобритании Kingston Interactive Television начинает первое ТВ-вещание через DSL и затем начинает экспериментировать с первым проектом «видео-по-запросу».
Ключевым аспектом технологии IPTV является возможность организации вещания не только на основе широковещательной (broadcast) передачи данных, но и группового (multicast) и единичного (unicast) вещания, т.е. когда происходит передача данных к определенному подмножеству или даже отдельному адресату.
По своей сути IP-среда предусматривает возможность общения (связи) каждого с каждым. Как следствие, телевизионные услуги, технологически реализованные поверх IP-среды, позволяют предоставлять телевизионные услуги в новой концепции – в интерактивном режиме, который, в свою очередь, рождает новое направление предоставления телевизионных услуг – интерактивное телевидение (iTV – Interactive Television), зрители которого становятся не просто пассивными потребителями, но начинают активно управлять выбором просматриваемого контента и временем его просмотра.
Таким образом, главной особенностью iTV становится его персонализация – так как из всего предоставляемого видеоконтента пользователь может сформировать собственный пакет в соответствии со своими предпочтениями, смотря его при этом в любое удобное для него время.
Кроме появления новых интерактивных свойств, технология IPTV позволяет интерактивному телевидению преодолеть и оба основных ограничителя традиционного телевидения:
1. снять ограничения по объему предоставляемого контента – возможности мультиплексирования в широкополосных сетях и их масштабирования позволяют гибко наращивать объемы предоставляемого контента;
2. предоставить требуемое качество передачи видео, вплоть до трансляции контента в стандарте Full HD.
Сервисы IPTV и потребительские свойства интерактивного телевидения
Технология IPTV, используя протокол IP, позволяет предоставить широкий набор технических сервисов, на основе которого в полной мере проявляются потребительские свойства интерактивного телевидения.
Для систематизации все сервисы IPTV объединены в две основных группы:
· группа сервисов вещания видеосигнала;
· группа сервисов потребительского интерфейса.
Группа сервисов вещания видеосигнала:
STR (Streaming – потоковое вещание) – Multicast/unicast-рассылка мультимедиа-данных телевизионного вещания в режиме реального времени. Использование multicast/unicast-рассылки мультимедиа-данных позволяет предоставить абонентам интерактивного телевидения возможность самостоятельного выбора телеканалов, которые они желают смотреть в течение какого-либо периода времени.
Таким образом, абонент имеет возможность подписки на каждый канал, а не на какой-либо пакет телеканалов (из которых он, как правило, смотрит 2–3). В пограничном случае у оператора, который ретранслирует, скажем, 60 телеканалов, может быть 60 абонентов, каждый из которых смотрит индивидуальный (открытый только для него вследствие подписки) телевизионный канал. Данный случай является пограничным; на практике, за счет мультиплексирования (т.е. выбора несколькими абонентами ряда одинаковых каналов), у оператора связи появляется возможность значительной экономии канала передачи данных за счет формирования multicast-рассылки.
VOD (Video on demand / Видео по запросу) – Multicast/unicast-рассылка мультимедиа-данных, содержащихся в файловом архиве.
Данный сервис открывает целую группу сервисов, потребительские свойства для абонентов которых заключаются в возможности просмотра видеоконтента, не привязываясь ко времени.
Основные сервисы группы VOD:
nVOD (Near Video on Demand / почти Видео по запросу) – Multicast-вещание предварительно сформированного контента по расписанию в несколько потоков со смещением во времени. Для потребителей данный сервис позволяет предоставить видео-контент с просмотром в режиме «кинотеатра» – абонент может купить «билет» на просмотр любого транслируемого фильма во время его трансляции.
sVOD (Subscribed Video on Demand / Видео по запросу, по подписке) – Unicast-вещание предварительно сформированного контента, права на который предоставляются абонентам на определенное время. На базе данного технического сервиса абонентам предоставляется возможность выбора просмотра любого видео-контента в любое время из базы, представленной оператором связи.
nPVR (Network Personal Video Recorder / Сетевой персональный видеомагнитофон) – Unicast-вещание предварительно записанного по запросу абонента контента. Технический сервис nPVR позволяет абонентам гибко управлять просмотром контента ретранслируемых телеканалов. Используя его, абонент может записать программу, которую он по какой-то причине не сможет посмотреть, и посмотреть ее в более удобное для него время.
TS (Time Shift / сдвиг по времени) – Unicast-вещание по запросу абонента предварительно записанного контента.
Данный технический сервис практически меняет концепцию ретрансляции телеканалов. При его использовании абонент может смотреть любые программы в удобное для него время.
UI (User Interface / Потребительский интерфейс) – часть информационной системы, предназначенная для управления абонентами услугой интерактивного телевидения.
Основные потребительские сервисы группы:
EPG (Electronic Program Guide / электронная телепрограмма).
Раздел потребительского интерфейса системы интерактивного телевидения, предоставляющий возможность выбора абонентом контента для его просмотра;
OSD (On Screen Display / Всплывающие окна) техническое свойство потребительского интерфейса, предоставляющее возможность использования всплывающих и контекстных окон для навигации по функциям интерактивного телевидения.
Еще одним важным преимуществом потребительского интерфейса является возможность развития расширенных информационных сервисов для абонентов интерактивного телевидения:
«Телеинформатор» – предоставление абонентам интерактивного телевидения информации по различной тематике (погода, телефонный справочник, последние городские новости, доступ к индивидуальным информационным сервисам и т.д.). Также в рамках данного сервиса реализуется направление по предоставлению информации о предложениях предприятий города (продукция и услуги).
«Телегид» – тематически структурированный информационный сервис, предлагающий абонентам более широкие сведения по наиболее интересным темам, имеющим отношение к телевидению и сфере развлечений.
«Телечат» – возможность общения между абонентами интерактивного телевидения и организации проведения конференций, голосований, опросов и т.д.
«Телемагазин» – доступная для абонентов торговая площадка, в рамках которой они могут посмотреть информацию и приобрести товары.
Таким образом, потребительские свойства iTV на базе технологии IPTV открывают перед пользователями практически неограниченные возможности в просмотре видеоконтента. Дополнительно для абонента становятся доступны и многие другие сервисы, подобные тем, с которыми он знаком как пользователь Интернета: посещение телемагазинов; участие в форумах и чатах; отправление SMS-сообщения; хранение персональной информации и т.д.
При этом потребительский интерфейс позволяет поддерживать массу способов мониторинга предпочтений абонентов и на основе анализа предпочтений конкретного пользователя сформировать уникальное рекламное поле. Данные возможности (направленной рекламы) являются еще одним отличительным свойством Интерактивного телевидения.
IPTV и интернет-ТВ
Термины IPTV и интернет-ТВ сегодня очень часто отождествляются. Причина, как правило, кроется в том, что и IPTV, и интернет-ТВ абоненты получают от оператора связи – с одной стороны, и в том, что и в случае с IPTV и интернет-ТВ абонент может получить услугу на PC-клиент (экран монитора) – с другой. Но данные направления предоставления телевизионных услуг в корне различаются.
Прежде всего, IPTV – это технология, использующая протокол IP, но это не телевидение, вещаемое через общедоступную сеть Интернет. IPTV лишь использует IP-протокол для передачи сигнала на терминалы абонентов (абонентские приставки, подключенные к телевизорам, или на компьютер пользователя через специального PC-клиента – программное обеспечение, принимающее и декодирующее сигнал оператора).
Интернет-ТВ – это абсолютно иная модель распространения видео. Данная модель прежде всего меняет саму концепцию предоставления видео-контента: видео-контент становится общедоступным в соответствии с общей концепцией сети Интернет в целом. В связи с этим целью интернет-ТВ является максимальное проникновение видео-контента для максимально большого количества потребителей. Но достижение данной цели ставит под угрозу защищенность видеоконтента, что в корне противоречит базовым принципам предоставления телевизионной услуги по технологии IPTV.
IPTV никаким образом не связана с сетью Интернет, т.е. телевизионный сигнал не является общедоступным –
в этом их коренное отличие. Более того, телевизионный сигнал, передаваемый оператором связи посредством технологии IPTV, контролируется им даже при передаче на компьютер абонента, вследствие чего абоненту может быть запрещена его запись (что защищает права правообладателей).
Таким образом, суть IPTV в сравнении с Internet Television – развитие новой технологии предоставления телевизионных услуг при сохранении возможностей существенного уменьшения потерь от нелегальных подключений к сети и пиратства видеоконтента со стороны абонентов.
Архитектура IPTV
Для организации предоставления интерактивного телевидения через чети широкополосного доступа операторов связи по технологии IPTV необходима интеграция в сеть оператора связи комплекса, обеспечивающего прием и шифрацию цифрового сигнала, on-line/off-line-перекодирование сигнала в вещательный формат, преобразование multicast/unicast-потоков и вещание их в сеть. На рисунке 1 представлена принципиальная схема технологии IPTV.
Описание основных компонентов комплекса:
Спутниковый пост – служит для приема телевизионного сигнала (телеканалы).
IP-IP Streamer – обеспечивает кодирование и перекодирование данных в режиме реального времени на базе программного обеспечения.
Основной задачей данного компонента является прием телеканалов с одновременным перекодированием в требуемый формат и дальнейшее вещание в сеть оператора связи.
VOD, TimeShift – серверы на базе программного обеспечения, обеспечивающие хранение и вещание цифрового контента в сеть по запросу абонентов в режиме Multicast/Unicast по IP.
Данные серверы обеспечивают раздачу абонентам видео-контента из хранилищ данных в рамках сервисов «видео по запросу». Как правило, данные серверы поддерживают определенное количество одновременных сессий (или одновременных обращений абонентов для заказа услуг).
Offline Encoder – сервер предварительной подготовки контента для его размещения на VOD-серверах.
При помощи данного сервера производится перекодирование видеоконтента (фильмов, передач и т.д.), который впоследствии размещается в хранилище данных и может быть доступен абонентам в рамках сервиса «видео по запросу».
Система шифрования – система, предназначенная для шифрования видеоконтента.
Информационная система (Middleware) – система управления оборудованием комплекса, набором услуг для абонентов, включая подсистему расчетов.
Ядро информационной системы управляет всеми компонентами комплекса, поддерживает базу данных абонентов и предоставляемых им услуг, занимается аутентификацией и авторизацией абонентских устройств, взаимодействует с системой учета услуг.
Также в рамках информационной системы организуется поддержка потребительского интерфейса, являющегося «лицом» комплекса, который абонент видит на экране своего телевизора и при помощи которого он управляет услугами интерактивного телевидения.
STB (абонентская приставка) – специализированное устройство под управлением информационной системы (Middleware), решающее задачи получения телевизионного сигнала, его дешифрации. Также посредством STB и потребительского интерфейса абонентом производится управление использованием услуг интерактивного телевидения.
Как правило, все элементы комплекса iTV легко масштабируются, и благодаря их модульной архитектуре возможно оперативное изменение функционала без остановки эксплуатирующегося оборудования.
Проект интерактивного телевидения в Екатеринбурге
В 2006–2007 гг. наша компания «Медиа Стиль» совместно с партнерами – разработчиком в области цифровой видео-обработки и вещания ЗАО «Элекард Девайсез» и системным интегратором ООО «Экстрим IT» – реализовала проект создания комплекса iTV, позволяющего оказывать услуги интерактивного телевидения на основе технологии передачи видеосигнала поверх IP (IPTV).
В процессе реализации проекта компанией совместно с партнерами были решены следующие задачи:
– формирование недорогого комплексного решения
и его испытание в реальных условиях на сетях оператора связи;
– разработка продукта, отражающего основные тенденции развития новой парадигмы предоставления телевизионных услуг – интерактивного телевидения.
Основные операторские свойства iTV:
– Комплекс iTV является технически законченным решением для предоставления услуг интерактивного телевидения – от приема и обработки контента до вещания его в сеть на абонентские устройства потребителей.
– Информационная система iTV позволяет максимально гибко формировать любой набор продуктов и услуг для абонентов, в зависимости от заданий маркетинга.
– Системная организация iTV поддерживает мультиоператорскую логику – т.е. позволяет оказывать услуги интерактивного телевидения, используя один комплекс iTV для нескольких операторов.
Основные потребительские свойства iTV:
– Используемое в комплексе iTV программное обеспечение обработки и кодирования видео позволяет предоставить абонентам качество телевизионного контента в стандарте SD/HD и с многоканальным звуком 5:1.
– Архитектура построения потребительских сервисов информационной системы iTV позволяет максимально гибко управлять выбором и временем просмотра контента.
– Потребительский интерфейс iTV позволяет получить любую информацию о предлагаемом контенте с возможностью доступа в Интернет с экрана телевизора.
Основные компоненты комплекса:
– IP-IP Streamer – обеспечивает кодирование и перекодирование данных в режиме реального времени на базе программного обеспечения Elecard CodecWorks Mpeg-2 или AVC/H.264 Encoder.
– VOD, TimeShift – серверы на базе программного обеспечения Elecard VoD Server и Elecard TimeShift Server, обеспечивающие хранение и вещание цифрового контента в сеть по запросу абонентов в режиме Multicast/Unicast по IP.
Для реализации проектов iTV системным интегратором проекта разработана информационная система (Middleware). Основной целью ее создания стала необходимость наличия гибкой и легко адаптируемой в информационные системы операторов связи системы управления оборудованием и услугами интерактивного телевидения.
Созданная для реализации проектов интерактивного телевидения, информационная система iTV имеет открытую архитектуру, что позволяет оперативно изменять или расширять спектр услуг. Программируемый пользовательский интерфейс позволяет в полной мере учитывать внутреннюю специфику операторов связи и их абонентов.
Информационная система iTV позволяет полностью управлять всеми техническими сервисами интерактивного телевидения, выстраивая на их основе широкую массу потребительских сервисов и услуг. Интуитивно понятный пользовательский интерфейс нацелен на максимально удобное управление потребляемыми услугами и сервисами. В разделе управления услугами телезрителю доступны возможности смены тарифа, проверки баланса, журнал просмотра, установки паролей и т.д., позволяющие настроить использование системы максимально удобно.
Благодаря заложенным при проектировании информационной системы средствам управления, в дизайн и структуру потребительского интерфейса возможно быстро производить добавления и изменения в зависимости от потребностей операторов или, при необходимости, отдельных групп пользователей.
Информационная система адаптирована для работы с различными моделями Set-Top-Box (STB). Базовыми моделями являются STB производства Amino Technologies. Просмотр потребительского интерфейса оптимизирован с браузерами Ant Fresco и Opera.
Отличительной особенностью информационной системы iTV является возможность реализации услуг интерактивного телевидения не только в домашних сетях, но и в сетях агентов – операторов связи. При этом каждый из операторов имеет возможность:
· сохранить свою бизнес-логику обслуживания абонентов;
· самостоятельно управлять всем перечнем предоставляемых услуг и сервисов;
· формировать собственную тарифную систему и маркетинговую политику.
В результате сформированного решения в 2007 году в Екатеринбурге состоялся запуск коммерческого проекта предоставления услуг интерактивного телевидения на основе созданного комплекса iTV (интерактивное телевидение). Задачами проекта являются:
– Организация телевизионного вещания нового поколения с использованием интерактивных возможностей на базе последних разработок в области передачи видео.
– Совершенствование в процессе коммерческой эксплуатации разработанного совместно с партнерами комплекса iTV для оказания услуг интерактивного телевидения.
Оказание услуг организуется посредством использования сетей широкополосного доступа операторов связи г. Екатеринбурга. В настоящий момент оказание услуг производится через сети двух операторов связи; после завершения тестирования к октябрю 2008 года планируется начать оказание услуг для абонентов третьего оператора связи города Екатеринбурга.
Основные потребительские свойства оказываемых услуг:
– Цифровое качество получаемого абонентами iTV телевизионного контента с поддержкой форматов телевидения стандартной и повышенной четкости (SD/HD).
– Индивидуальный подход в предоставлении телевизионных услуг и доступ абонентов iTV к широкому перечню интерактивных сервисов, позволяющих гибко управлять выбором и временем потребления телевизионного контента.
– Удобный потребительский интерфейс iTV с доступом в Интернет, формирующий особое информационное поле в процессе выбора и потребления телевизионного контента.
Перечень услуг и сервисов iTV, доступных абонентам интерактивного телевидения:
· Услуга «Телевидение»: по состоянию на июль 2008 года IPTV-оператор предлагает пакет из более чем 60 ретранслируемых в цифровом качестве телеканалов:
– 16 национальных и местных телеканалов.
– 46 спутниковых телеканалов, сбалансированных по тематике.
В ближайшее время компания планирует увеличить количество ретранслируемых телеканалов до 100 из числа популярных и новых тематических спутниковых телеканалов, в зависимости от пожеланий операторов и абонентов.
· Сервис «Свобода выбора», использование которого предоставляет абонентам возможность индивидуального выбора перечня каналов для просмотра в течение месяца из единого списка ретранслируемых телеканалов (т.е. компания не предлагает различные наборы пакетов телеканалов – предлагая единый пакет, компания позволяет абонентам выбрать то, что они будут смотреть в соответствии со своими индивидуальными предпочтениями).
· Сервис «Электронная телепрограмма», позволяющий абонентам получить с экрана телевизора телепрограмму с информацией о содержании передач, анонсы премьер на телеканалах, гибкий выбор просмотра. С помощью электронной телепрограммы абонентам интерактивного телевидения доступна возможность управления временем просмотра в рамках сервисов «Персональный видеомагнитофон» и «Отложенный просмотр».
· Услуга «Фильмофонд», открывающая абонентам доступ к постоянно обновляемой базе популярных фильмов и тематического контента различного жанра и тематики. Просмотр контента производится по выбору абонентов в любое удобное время. Контент предоставляется в форматах стандартной и повышенной четкости (SD/HD) и со звуком 5:1.
Компания предлагает абонентам просмотр популярных фильмов российского и зарубежного производства, также в рамках «Фильмофонда» доступны к просмотру несколько сотен единиц тематического контента, структурированного по нескольким рубрикам. Тематика контента затрагивает видеоматериалы о достопримечательностях, национальной культуре, экзотической природе, традициях, кухне и других особенностях популярных стран мира; видеоконтент, раскрывающий различные аспекты мира автомобилей и автолюбителей; ознакомление телезрителей с секретами приготовления вкусных блюд европейской и азиатской кухни; видеоконтент, раскрывающий культурную жизнь России и Екатеринбурга.
Бизнес-логика данной услуги предполагает ежемесячное добавление, обновление и ротацию списка фильмов.
· Сервис «Управление просмотром», предоставляющий возможность просмотра контента с использованием функций rev и play/pause.
· Услуга «Персональная телепрограмма», использование которой позволяет сформировать личную для каждого абонента программу просмотра телевизионного контента путем сохранения интересующх телепередач с целью дальнейшего индивидуального просмотра в любое удобное для абонента время.
· Услуга «Отложенный просмотр», позволяющая абонентом получить доступ к просмотру пропущенных телепередач по сетке вещания телеканалов за определенный период.
Возможности потребительского интерфейса комплекса iTV позволяют постоянно расширять спектр услуг и сервисов для абонентов интерактивного телевидения. В частности, в ближайшее время компания планирует предложить абонентам дополнительные информационные и развлекательные сервисы:
· «Телеинформатор» – предоставление абонентам интерактивного телевидения информации по различной тематике (погода, телефонный справочник, последние городские новости, доступ к индивидуальным информационным сервисам и т.д.). Также в рамках данного сервиса реализуется направление по предоставлению информации о предложениях предприятий города (продукция и услуги).
· «Телегид» – тематически структурированный информационный сервис, предлагающий абонентам более широкие сведения по наиболее интересным темам, имеющим отношение к телевидению и сфере развлечений.
· «Телечат» – возможность общения между абонентами интерактивного телевидения и организации проведения конференций, голосований, опросов и т.д.
Для корпоративных клиентов компания планирует предоставить возможность размещения в рамках потребительского интерфейса корпоративных медиа-экранов. В этой связи наличие у абонентов – сотрудников корпораций доступа через домашний телевизор к корпоративной медиа-базе позволяет максимально эффективно доводить до персонала последние новости и события корпоративной жизни предприятия.
