Архитектура IPTV

В зависимости от архитектуры сети провайдера услуги различают два типа видео сервисных архитектур оборудования IPTV:

- централизованную;

- распределенную.

Централизованная модель архитектуры относительно проста. Весь контент хранится на центральном сервере, и, следовательно, обширной системы распределения контента не требуется. Централизованная архитектура хороша для сетей, которые обеспечивают относительно малое развертывание услуги VoD, имеют соответствующее ядро и границу пропускной способности, а также эффективную сеть доставки контента.

Распределенная архитектура – это увеличенная модель централизованной, но ее пропускная способность и система управления характерны для больших систем. Для эффективной доставки мультимедиа в сети с распределенной архитектурой необходима сложная система распределения контента. В сеть IPTV входят следующие участки, от успешного функционирования которых зависит эффективность доставки контента:

- распределение контента;

- Middleweare;

- транспортная инфраструктура;

- клиентское оборудование (компьютер или телевизор с STB).

Структура распределенной сети IPTV представлена на рисунке 1.6 и состоит из следующих систем: головной станции, системы закрытия контента, Middleware, системы распределения контента, видеосерверов, абонентских устройств.

Рисунок 1.6 – Архитектура сети IPTV

На этапе головной станции происходит прием сигнала спутниковых и эфирных телеканалов и их перекодирование в сигнал, транслируемый по IP-сети. Головная станция состоит из следующих компонентов[8]:

- антенного поста, который принимает радиосигнал от вышек телевизионного вещания и спутников;

- дескрипторов (цифровых спутниковых приемников), которые декодируют сигнал, полученный с антенного поста, и передают на стример;

- узлов цифрового кодирования, которые MPEG-кодируют аналоговые и цифровые сигналы и передают на стример;

- стримера (мультиплексора), который мультиплексирует поступающие сигналы так, что каждый канал имеет свой уникальный адрес и IP-порт вещания. CAS/DRM.

Система закрытия контента обеспечивает защиту контента от несанкционированного доступа и от пиратского копирования, поддерживая сохранение авторских прав. Система шифрует мультимедийный материал, а доступ клиентам разрешает после авторизации, которую проводит сама система или middleweare. Дешифровка аудио и видео контента происходит на абонентском устройстве.

Middleweare - программно-аппаратный комплекс для управления всей сетью IPTV. Это основной компонент IPTV, определяющий доступный клиентам набор сервисов и координирующий работу всей IP-системы. Middleweare осуществляет авторизацию пользователей, формирует интерфейс и инструменты интерактивных услуг, формирует программы передач. Архитектура middleweare открыта, а значит, есть возможность дополнять спектр услуг и изменять пользовательский интерфейс.

Система распределения контента используется для организации эффективной работы сети. Сеть, в которой большое количество контента сосредоточено на одном сервере, малоэффективна и высоко загружена. Потому для минимальной и равномерно распределенной нагрузки контент размещают на нескольких видеосерверах. Система распределения получает запрос от middleweare, определяет наименее загруженный и находящийся ближе всего к абоненту сервер с требуемым контентом и направляет ему запрос абонента.

Видеосерверы представляют собой дисковые массивы большой емкости с программным обеспечением, которое обеспечивает однопотоковую или много потоковую трансляцию. Видеосерверы реализуют услуги VoD, NVoD, PRV (виртуальный видеомагнитофон).

Абонентское устройство осуществляет обмен командами и получение контента через сетевой интерфейс. Оно может представлять собой как персональный компьютер, так и приставку STB (set-to-box) - миникомпьютер с операционной системой и веб-браузером. Основные элементы сети - Middleweare, защита контента от несанкционированного доступа и система управления серверами географически размещаются в центре провайдера, а видеосервера - как можно ближе к абонентам.