Tartalomjegyzék 1.
Bevezetés .................................................................................................................. 2
2.
Digitális televíziós rendszerek kialakulása ........................................................... 5
3.
4.
5.
6.
2.1
Színes videojel digitalizálása ............................................................................ 5
2.2
A digitális videojel struktúrája.......................................................................... 6
2.3
A digitális videojel sávszélessége..................................................................... 6
2.4
Veszteséges tömörítési eljárások ...................................................................... 7
Internet és a benne rejlő lehetőségek .................................................................. 11 3.1
Az Internet történelme .................................................................................... 11
3.2
Internet manapság ........................................................................................... 12
3.3
Internet protokollok (TCP/IP)......................................................................... 13
Streaming technológiák és az IPTV .................................................................... 15 4.1
Streaming adások (Internet TV) ..................................................................... 15
4.2
Internetes tartalomszolgáltatás........................................................................ 16
4.3
Az IP-video (IPTV) ........................................................................................ 16
IPTV rendszerek és a bennük rejlő lehetőségek ................................................ 17 5.1
Konvergenciák ................................................................................................ 17
5.2
Alkalmazási területek ..................................................................................... 18
5.3
Digitális televíziós rendszerek, többletszolgáltatások .................................... 19
5.4
Miben nyújt többet az IPTV a digitális TV-nél? ............................................ 21
5.5
IPTV integrálása más rendszerekkel............................................................... 24
Hálózati technológiák ........................................................................................... 25 6.1
Passzív optikai hálózatok (PON) .................................................................... 25
6.2
Előfizetői hálózat ............................................................................................ 27
6.3
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) ................................................ 27
6.4
ADSL2 ............................................................................................................ 28
6.5
ADSL2+.......................................................................................................... 28
6.6
VDSL (Very High Speed DSL) ...................................................................... 29 1
7.
8.
9.
6.7
FTTx optikai hálózatok................................................................................... 30
6.8
Egyéb szolgáltatói hálózatok .......................................................................... 33
6.9
Otthoni hálózatok............................................................................................ 35
6.10
Az IPTV hibatűrése ........................................................................................ 37
Az IPTV infrastrukturális áttekintése ................................................................ 39 7.1
Fejállomás (Head-End) ................................................................................... 40
7.2
Head-End szerverek........................................................................................ 41
7.3
Műsorelosztó hálózatok .................................................................................. 44
Beltériegységek (Set Top Box) ............................................................................. 45 8.1
Kiegészítő funkciók ........................................................................................ 46
8.2
Ki- és bemenetek ............................................................................................ 47
8.3
Microsoft IPTV platform (Mediaroom).......................................................... 47
8.4
HTPC (Home Teather PC).............................................................................. 48
Az IPTV-t bemutató multimédia tervezése és kivitelezése................................ 50 9.1
Tematika és célcsoport meghatározása........................................................... 50
9.2
A program struktúrájának meghatározása ...................................................... 51
9.3
Programon belüli navigáció ............................................................................ 52
9.4
Vizuális megjelenés ........................................................................................ 53
9.5
Felhasznált forrásanyagok .............................................................................. 54
9.6
A multimédia összeállítása ............................................................................. 56
10. Összefoglalás.......................................................................................................... 57 11. Irodalomjegyzék.................................................................................................... 58
2
1.
Bevezetés Az informatika, a telekommunikáció és a műsorszórás konvergenciája (1.1. ábra) az
1990-es években kezdődött, mely által létrejött az információ és kommunikáció technológia. (ICT) Ez többlépcsős folyamat volt. Először az informatika és a távközlés fonódott össze. Megjelentek a digitális telekommunikációs eszközök, úgymint a digitális telefonközpontok, ISDN vonalak, vagy a GSM szabványú mobiltelefonok. A ’90-es évek közepétől a műsorszórásban is megindult a digitalizáció. Először csak műholdon, illetve kábeles hálózatokon nyílt mód a digitális műsorszórásra. A műsorelosztók a digitalizáció révén ugyanakkora sávszélesség mellett megsokszorozhatták az átvihető csatornák számát, mindezt kiváló minőségben, mert a digitális jel kevésbé érzékeny az átviteli zavarokra. A ’90-es évek második felétől az Internet is komoly szerephez jutott. Eleinte a magas ár miatt csak a kiváltságos intézmények, munkahelyek férhettek hozzá. Később a lakossági piacon is kezdett elterjedni a számítógép-használat, és ezzel együtt az Internet használat is. A telefonos dial-up kapcsolatok révén hirtelen megugrott az Internet felhasználók száma, így válhatott egyre olcsóbbá, általánosabbá.
Informatika
ICT Kommunikáció Technika
Információ Technológia
1.1. ábra: ICT konvergencia
3
Az Internet elterjedése előtt csak személyesen, levélben vagy telefonon keresztül tarthatták az emberek egymással a kapcsolatot. Az Internet használatnak köszönhetően lényegesen megváltozott a kommunikáció módja. Ingyenessége miatt egyre többen választják az e-mail-t, vagy az azonnali üzenetküldő rendszereket, melyek lehetővé teszik az élő kommunikációt. A vezetékes telefonszolgáltatók helyzetét komolyan megnehezítette a mobiltelefonok széleskörű elterjedése, továbbá azok elérhető ára. Drágasága miatt a hagyományos telefonos kapcsolattartás kezdett egyre inkább háttérbe szorulni. A felhasználók jelentős részének szinte csak az Internet elérés miatt volt szüksége telefonvonalra. A telefontársaságok helyzetét tovább nehezítette a kábeles piacon megjelenő konkurencia. A kábeltévé társaságok versenyképes árú, szélessávú Internet eléréssel tömegeket csábították át a ”betárcsázós” Internettől. Számos háztartás cserélte le a vezetékes telefont mobiltelefonra, illetve kis sávszélességű dial-up Internet kapcsolatát szélessávú, kábeles elérésre. Ezen trendek következtében a mai napig jelentősen csökken az aktív előfizetői vonalak száma. Természetesen a telefontársaságoknak ez jelentős bevételkiesést jelent, amit újabb szolgáltatások bevezetésével kívánnak enyhíteni. Így születtek a különféle technológiák, mint az xDSL (ADSL, ADSL2+ vagy VDSL), a VoIP (Internet-alapon történő telefon), vagy az IPTV (Internet Protokoll alapú televíziózás), mely egyben diplomamunkám fő témája. Dolgozatomban azt vizsgálom, hogy az IPTV milyen szerepet tölt be a digitális televíziós rendszerek közt. Részletesen kitérek, hogy az IPTV miként reformálhatja meg, illetve válthatja fel a leginkább elterjedt digitális átviteli szabvány kábeles implementációját, a DVB-C-t. Elemzem, hogy miben és miként nyújt többet a meglévő rendszereknél, továbbá számba veszem a rendszer kivitelezéséhez szükséges infrastruktúrát, eszközigényt. Munkámat az IPTV-t és annak használatát bemutató multimédiás program tervezésének és kivitelezésének tárgyalásával folytatom. Sorra veszem a szükséges szoftvereket. Rávilágítok, hogy egy multimédiás program – pl. egy tájékoztató füzetnél – miben és miért nyújt többet. Rendszerezem a felhasználandó forrásokat. Behatárolom a célközönséget és az abból eredendő felhasználói jártasságot, feltételezhető tudásszintet.
4
2.
Digitális televíziós rendszerek kialakulása 2.1 Színes videojel digitalizálása A televíziózás történelme folyamán három színes TV rendszer alakult ki, úgymint
az európai PAL és SECAM, illetve az amerikai NTSC, melynek fő komponensei a világosság jel (Y), és a két színkülönbségi jel (R-Y), (B-Y).
Sorok száma Félképváltási frekvencia Képváltási frekvencia Sor frekvencia Video sávszélesség
PAL 625 50 Hz 25 Hz 15625 Hz 5 MHz
SECAM 625 50 Hz 25 Hz 15625 Hz 6 MHz
NTSC 525 60 Hz 30 Hz 15734,26 Hz. 4,2 MHz
2.1. táblázat: Színes televíziós rendszerek főbb tulajdonságai
Az (Y), az (R-Y) és a (B-Y) alap összetevők közösek, de amint a 2.1.-es táblázatból leolvasható, a különböző rendszereknél eltérő a sorok száma és a képváltási frekvencia, ezáltal nem lehetett közös mintavételi frekvenciával és felbontással rendelkező világszabványt létrehozni. A probléma megoldására az 1980-as évek közepén megszületett a 13,5 / 6,75-ös szabvány. Az így létrejött közös rendszer mintavételi frekvenciája 13,5 MHz, amire teljesül, hogy a két rendszer sorfrekvenciának az egészszámú többszöröse. A 625/50-es rendszer sorfrekvenciájának a 864-szerese, az 525/60-as rendszerének pedig a 858-szorosa, továbbá a mintavételi tétel is teljesül, tehát a mintavételi frekvencia nagyobb, mint a maximális video sávszélesség duplája. (Mintavételi tétel: fs > 2fmax )
A 13,5 / 6,75-ös rendszer mintavételezési frekvenciájából adódóan, ha az Y jelet mintavételezem és azt egy puffer tárolóba továbbítom, akkor abból mind a három TV szabvány szerinti frekvenciával kiolvashatom, így kapva tetszőleges szabványú (PAL, SECAM, NTSC) digitális jelet. [1]
5
2.2 A digitális videojel struktúrája A 2.1.-es ábrából kitűnik, hogy a 13,5 MHz-es mintavételi frekvencia periódusideje kb. 74 ns, mely egy keretet alkot. A 16 bites keret első 8 bitje az Y jel értékét, a maradék 8 bitje pedig valamelyik színkülönbségi jel értékét tartalmazza. A színkülönbségi jelek felváltva követik egymást, tehát az egyik keretben az (R-Y), a másikban a (B-Y) színkülönbségi jelet mintavételezem. Az azonos színkülönbségi jelek közti periódusidő 148 ns, ami a 6,75 MHz-es mintavételi frekvenciának felel meg. [1] 148 ns 74 ns 1 0
t
Y
R-Y
Y
B-Y
Y
148 ns
2.1. ábra: Színes, digitalizált videojel felépítése [1 alapján]
2.3 A digitális videojel sávszélessége Az említett módon digitalizált videojel jó minőségű, de ebből következik, hogy igen nagy sávszélességű. Az elektronika és a számítástechnika fejlettsége a ’80-as években még nem volt elegendő a digitális anyagok kezeléséhez, tárolásához. Nem léteztek korszerű áramkörök és tárolási eszközök. Ugyan ez a probléma mára már megoldódott, de a sávszélesség manapság is igen égető kérdés, mert elég kevés áll rendelkezésre, tehát az átviteli sebességgel takarékoskodni kell. Erre két lehetőség adódik: a mintavételi frekvencia csökkentése, vagy a mintavételi felbontás csökkentése. Digitális (4:2:0) videojel sávszélessége: Δf = 2 · nbit · fs = 2 · 8 · 13,5 · 106 = 216 Mbps
A mintavételi frekvencia redukálása csak a színinformációk továbbításánál lehetséges, mert szemünk a színekre kevésbé érzékeny, mint a szürkeárnyalatokra. A világosságjel értékét viszont 6 MHz alá nem csökkenthetjük, mert az a látásunkhoz alkalmazkodó minimális érték. Viszont a mintavételi törvény értelmében a mintavételi frekvenciának legalább a legmagasabb frekvencia (6 MHz) kétszeresének kell lennie, ebből 6
következik a 13,5 MHz-es mintavételezés. A színkülönbségi jel pedig 13,5 MHz-es sávszélesség fele, vagy negyede lehet. Megállapodás szerint a világosságjel mintavételi frekvenciáját egy ”4”-essel jelöljük, mögé pedig azt a számot írjuk, ahányad része a színkülönbségi jel mintavételezési frekvenciája a 13,5 MHz-nek. [1] Így jött létre a következő 4 db szabvány:
4:4:4 (A színkülönbségi jelek a világosság jel mintavételezési frekvenciájával mintavételezve)
4:2:2 (A színkülönbségi jelek a világosság jel mintavételezési frekvenciájának a felével mintavételezve)
4:1:1 (A színkülönbségi jelek a világosság jel mintavételezési frekvenciájának a negyedével mintavételezve)
4:2:0 (A színkülönbségi jelek a világosság jel mintavételezési frekvenciájának a felével mintavételezve. De egy sorban csak az egyik, a másik sorban csak a másik színkülönbségi jelet visszük át, azaz két egymást követő sor színkülönbségi jele megegyezik, tehát a színes sorok számát úgymond a felére csökkentjük.)
2.4 Veszteséges tömörítési eljárások MPEG-1 Motion Pictures Experts Group által létrehozott szabvány, melyet mozgóképek és a hozzájuk tartozó hang tárolására fejlesztettek ki. Legelterjedtebb felhasználási területe a VideoCD lemezek. Az MPEG-1 magában foglalja a hang, videó és szinkroninformációt. A videojelet progresszív módon kódolja. Sávszélessége kb. 1,5 Mbps, mely PAL jel esetében 25 kocka / másodperces képfrissítés mellett csak alacsony (352×288) felbontáshoz elegendő. Használatával kb. VHS minőségű videók tárolására adódik lehetőség. A szabvány hangkódoláshoz az MPEG-1 Layer-2 (MP2) formátumot írja elő, mely két audio csatorna (2 db monó vagy 1 db sztereó) használatát engedi meg 32 kHz-es, 44,1 kHz-es vagy 48 kHz-es mintavételi frekvencia mellett. Sávszélessége 32 - 448 kbps-os bitrátáig terjedhet. Az MPEG-1 nem csak képen belüli információkat, hanem a kockák közti változásokat is kódolja. [9] A szabvány háromféle képkockát különböztet meg egymástól, melyek 7
különböző sorrendben követhetik egymást. A kockák láncát GOP-nak (Group Of Pictures) hívjuk. Az utána lévő zárójeles szám, pedig a sor hosszára utal. A 2.2.-es ábrán a GOP(10) felépítés látható. 1. I kocka (Interframe): Teljes képkocka, melyen belül JPEG tömörítést alkalmaz. 2. P kocka (Predicted frame): A megelőző I vagy P kockák alak és színinformációira épít, de csak a képrészletek változását, különbségét kódolja. Az objektumok elmozdulását mozgásvektorokkal írja le. A P képek tömörítési aránya nagyobb, mint az I képeké. 3. B kocka (Bidirectional frame): A megelőző és rákövetkező I vagy P képkockákat referenciaként felhasználja. A kódolás mozgáskompenzációs technika felhasználásával a P kockákhoz hasonló módon, de két irányból a történik. Ezt az eljárást "bidirectional prediction"-nek, azaz kétirányú előrejelzésnek nevezik. Az eltérő alakinformáció rögzítése a megelőző és következő I vagy P kép alakinformációinak átlagolásán alapul. A B képek a tömörítési aránya a legnagyobb.
I
B B P B B P B B
I
2.2. ábra: GOP(10) struktúra [1 alapján]
MPEG-2 Az
MPEG
váltottsoros
és
továbbfejlesztett progresszív
szabványa
anyagok
alkalmas
tömörítésére.
különböző A
kép
képfrissítésű,
16×16
pixeles
makroblokkokból áll össze. Összesen 6 db MPEG-2 profilt különböztetünk meg egymástól, úgymint: Simple, Main, Spatial, High, 4:2:2 P, SNR (jel/zaj viszony). A Simple nem használ B kockákat, így nincsen kétirányú előrejelzés (Bidirectional prediction), ezáltal kisebb a késleltetése, ami az alacsony késleltetésű felhasználáshoz ideális. Azokban az esetekben alkalmazzák, ahol a végpontok közti késleltetés nem lehet nagyobb 100 ms-nál, mint pl. a videokonferenciák. A szélesebb körben elterjedt Main profil már tartalmaz B frame-eket, ezáltal jobb minőség érhető el, de késleltetése
8
legalább 120 ms. A Main profil továbbá kompatíbilis az MPEG-1-gyel. A Spatial profil a nagyfelbontású adások továbbítására, a 4:2:2-es profil pedig a 4:2:2-es rendszerben mintavételezett videóknál alkalmazható. Meg kell említenünk még az SNR profilt, mely kiváló jel-zaj viszonya miatt a zajos átviteli közegben történő sugárzásnál alkalmazzák. Az MPEG-2 négyféle kódolási szintet határoz meg felbontás, képfrissítési frekvencia, bitráta és puffer méret szerint. Adatátviteli sebessége rugalmasan skálázható, PAL/NTSC videóhoz tipikusan 4-9 Mbps közötti értékek használatosak. [9] Míg MPEG-1 esetében csak a számítástechnikában elterjedt négyzet alakú (1:1 arányú) pixelekből állhat a kép, addig az MPEG-2-nél már változtatható a képpont oldalarány. (Pixel aspect ratio) Tehát téglalap alapú pixelekből is felépülhet a videó. Ezenfelül az MPEG-2-es jel fejlécében meghatározható a kép oldalaránya (Aspect ratio), mely lehet: hagyományos (4:3) és szélesvásznú (16:9, 2,21:1). Természetesen ennek értéke (Aspect ratio) nem ekvivalens a képpont oldalarányokkal (Pixel aspect ratio). [2] Az MPEG-2-es tartalmak hangját az MPEG-1 Audio algoritmussal tömörítik, annyi különbséggel, hogy kettőnél több audio csatorna használata is engedélyezett. (Bal + jobb + center + bal hátsó + jobb hátsó + mélynyomó) A két – sztereó – csatornától függetlenül adódnak hozzá a surround csatornák, ezért az MPEG-2 Audio lefelé kompatíbilis az MPEG-1 Audio-val. Azt is meg kell jegyezni, hogy lehetőség nyílik az MPEG-2 Audio helyett más hangkódolást is használni, mint pl. DolbyDigital-t (AC3) vagy DTSt. [9] A profilokon kívül az MPEG-2 felbontási szinteket (Levels) is megkülönböztet, melyeket a 2.2.-es táblázatban összefoglalva megtalálhatunk. Profile @ Level Felbontás (pixel) Képváltási frekvencia Mintavételezés Max. bitráta SP @ LL 176 × 144 15 Hz 4:2:0 96 kbps MP @ LL 352 × 288 30 Hz 4:2:0 4 Mbps 15 Mbps 720 × 480 30 Hz 4:2:0 MP @ ML 720 × 576 25 Hz 4:2:0 (DVD: 9 Mbps) 1440 × 1080i 30 Hz 4:2:0 60 Mbps MP @ H-14 1280 × 720p 30 Hz 4:2:0 (HDV: 15 Mbps) 80 Mbps 1920 × 1080i 30 Hz 4:2:0 MP @ HL 1280 × 720p 60 Hz 4:2:0 (Műhold: 19 Mbps) 4:2:2 P @ LL nincs adat 4:2:2 nincs adat 4:2:2 P @ ML 720 × 480 30 Hz 4:2:2 50 Mbps 1440 × 1080i 30 Hz 4:2:2 4:2:2 P @ H-14 80 Mbps 1280 × 720p 60 Hz 4:2:2 1920 × 1080i 30 Hz 4:2:2 4:2:2 P @ HL 300 Mbps 1280 × 720p 60 Hz 4:2:2 2.2. táblázat: MPEG-2 profilok és szintek [9 alapján]
9
MPEG-4 AVC (H.264) A legmodernebb mozgókép tömörítési eljárást MPEG-4-es fejlett videó kódolásnak (Advanced Video Coding), vagy más néven is H.264-nek hívjuk, melyet a hatékonyabb kódolás végett alkottak meg. Kitűzött célja, hogy a nagyobb tömörítési arány következtében a képminőség érzékelhetően ne romoljon. Ezáltal már 1-2 Mbps sávszélességű csatornán keresztül is lehetőség nyílik DVD minőségű videók továbbítására. Tehát a megelőző szabványokhoz képest kb. 50%-kal redukálható a bitráta. A következő felsorolás összefoglalja, hogy miben tér el a többi MPEG szabványtól, illetve miért nyújt azoknál többet: »
Makroblokk csoportosítás intra-frame becsléshez.
»
Egész szám alapú diszkrét koszinusz transzformáció. (DCT)
»
Mozgáskompenzáció változó makroblokk méret (16×16 → 4×4) segítségével.
»
Változó kvantálási paraméterek.
A H.264 két különböző rétegből áll. Változó paraméterű hálózatokon a hálózati absztrakciós réteg (NAL) felelős az adatcsomagok átviteléért, irányítja a hálózati forgalmat. A video kódoló réteg (VCL) pedig az információk hibatűrő átviteléért felel. Az MPEG-4 kódolás használható vezetékes és vezeték nélküli hálózatokon, melyek nem csak IP-alapúak lehetnek, ily módon biztosított a sokoldalú felhasználhatóság. Segítségével megoldható a különféle eszközök (PDA-k, DVD lejátszók, Set Top Box-ok, stb.) multimédiás tartalommal való ellátása. A kodek működése atekintetben hasonlít a megelőző MPEG szabványokra, hogy kockán belüli, illetve kockák közti idő és térbeli ismétlődést alkalmaz az adatmennyiség csökkentésére. Ennek ellenére a H.264-nél használt redundancia technikák eltérnek a többi szabványtól. Az MPEG-4 úgy használja ki a térbeli ismétlődéseket, hogy a kép szomszédos makroblokkjainak pixelértékét megjósolja, de csak a jósolt és az aktuális érték különbségét kódolja. Minden egyes makroblokk 16 mozgásvektort tartalmazhat. A blokkok hétféle méretűek lehetnek, mely elősegíti a pontosabb becslést, azonban emiatt növekszik a kódolás számolásigénye. [2]
10
3.
Internet és a benne rejlő lehetőségek 3.1 Az Internet történelme Az ARPANET projektet 1969-ben, a hidegháború közepette az Amerikai Védelmi
Minisztérium kutatóintézete hívta életre, azzal a céllal, hogy távoli kutatóintézetek és egyetemek számítógépes hálózatban álljanak egymással. Ezáltal lehetőség nyílt a különböző területeken dolgozó kutatók közti nagysebességű kommunikációra. Ennek ellenére az első ilyen elven működő hálózat a nagy-britanniai Országos Fizikai Laboratóriumban (National Physical Laboratory) került megvalósításra 1968-ban. Az ARPANET hálózat 1969. szeptember 2-án indult el. A hálózat csomagkapcsolt módon, telefonvonalakon keresztül valósult meg. A csomagkacsolt átvitel előnye az, hogy ha egy gép kiesik, akkor a hálózat nem áll meg, hanem működik tovább, mintha a gép ott se lett volna. Tehát a rendszer hibatűrő mivolta miatt működőképes egy esetleges atomtámadás esetén is. A rendszer igen gyorsan fejlődött. 1971-ben csupán 15 csomópont létezett, de 1972re a számuk 37-re nőtt. Az ARPANET-et eredetileg kizárólag számítógépes információcserére fejlesztették, de rövid időn belül elektronikus postává vált. A kutatók nem csak az eredményeiket beszélték meg egymással, hanem csevegtek is a hálón. Természetesen az emberek előszeretettel használták az ARPANET ezen szolgáltatását. Rövid idő múlva létrejött az első levelezési lista is, amely képes volt az üzenetet egyszerre több felhasználónak elküldeni. Az 1970-es években az ARPANET tovább gyarapodott, ami decentralizált felépítésének is köszönhető. Bármilyen számítógép csatlakozhatott a hálózatra, ha kezelte a hálózati protokollt. Az ARPANET hivatalosan 1989-ben szűnt meg, hogy átadja helyét az Internetnek. Az Internet a világ különböző pontjain lévő sok millió számítógépet kapcsol hálózatba. Gerincét sok ezer nagyteljesítményű szervergép képzi, melyeket különböző módon kapcsolnak össze. (Üvegszál, rézkábel, műhold, mikrohullám, stb.) A kliensek Internet szolgáltatókon keresztül tudnak a világhálóra kapcsolódni, ahol – a gerinchálózaton keresztül – bármelyik gép elérheti a másikat, függetlenül annak földrajzi elhelyezkedésétől. [8]
11
3.2 Internet manapság
A ”modern” Internet – életkortól függetlenül – bárki számára elérhetővé vált. A csatlakozáshoz nincs szükség másra, csak egy mobiltelefonra. Ezáltal a felhasználók köre dinamikusan gyarapodik és a felhasználói szokások is átalakultak. Kizárólag munkához, üzleti kommunikációhoz csak a netezők kicsiny része használja. A többség információszerzésre, tanuláshoz, vagy szórakozáshoz is felhasználja az Internetet, melyet az olyan fejlett szolgáltatások, alkalmazások is elősegítenek, mint: »
e-mail: elektronikus levelezés (Outlook, Mozilla Thunderbird)
»
http: weboldalak és böngészők (Internet Explorer, Firefox)
»
FTP: fájlküldő programok (Total Commander)
»
VPN: virtuális magánhálózatok
»
IRC: chat (mIRC)
»
Instant messenger: azonnali üzenetküldők (MSN Messenger, Skype)
»
Videokonferencia (NetMeeting, Skype)
»
Fájlcserélők (BitTorrent, DC++)
»
VoIP: Internet alapú telefon (VoIP Buster, Skype)
»
Net Rádió, Net TV (Magyar Rádió, MTV, Duna TV, hírTV, fix.tv)
Az utóbbi két szolgáltatás komoly sikert aratott a felhasználók körében, mert helytől és időtől függetlenül bármikor elérhetőek a különféle tartalmak. Továbbá fontos megemlíteni a kábeltévé szolgáltatók úttörő szerepét, akik a piacon először jelentek meg komplex ún. Triple Play (Internet, kábeltévé és vezetékes telefon egyben) csomagjaikkal. Az erős kábeles nyomására és a fogyasztói igények felismerése miatt döntöttek úgy egyes Internet szolgáltatók is, hogy az Internet alapú műsortovábbítás felé nyitnak, mely által bővíthetik szolgáltatási palettájukat. Ilymódon lehetőség adódik Internet alapú Triple Play (Internet, digitális televízió és VoIP telefon egyben) szolgáltatás bevezetésére. Ilyen, minőségi kereskedelmi szolgáltatás csak az IPTV technológia segítésével valósítható meg.
12
3.3 Internet protokollok (TCP/IP) Az Internet protokoll (továbbiakban: IP) a hálózatok – beleértve az Internetet is – egyik alapvető szabványa, azaz protokollja. A hálózatba kötött számítógépek, eszközök protokollok segítségével kommunikálnak egymással, tehát a protokollt úgy foghatjuk fel, mint a számítógépek közti ”közös nyelvet”. A 3.1.-es ábrán megfigyelhetjük, hogy milyen rétegekből épülnek fel a hálózati adatcsomagok.
3.1. ábra: TCP/IP hierarchia [6 alapján]
Az átvitel vezérlési protokoll (TCP: Transmission Control Protocoll) az OSI hálózati modell második, szállítási rétegében található. Célja a sorrendtartó és hibamentes adatátvitel biztosítása. Működése során a bájtokat feldarabolja, majd úgy küldi tovább. Ezután Push műveletet definiál, mely arra szolgál, hogy továbbítsa a kézbesítetlen adatokat, ill. megbizonyosodjon, hogy minden adatcsomag célba ért-e. Ha nem, akkor szükség szerint a hiányzó, sérült csomagokat újraküldi. Továbbá sorszámmal látja el a kimenő csomagokat, rendezi a beérkező csomagokat, így biztosítva az adatok sorrendiségét. [5]
13
3.2. ábra: IP csomag felépítése [10 alapján]
Az IP az OSI modell harmadik, hálózati rétegében helyezkedik el. Felépítését a 3.2.es ábrán láthatjuk. Csomagkapcsolt hálózatot hoz létre, azaz nem építi fel a kapcsolatot a forrás és cél közt, hanem a csomagokat külön-külön irányítja. (Routing) Az IP réteges felépítésű, melyek egymásra épülnek. Minden rétege előre meghatározott szerepet tölt be. A rétegek közti kommunikáció az ún. szolgálatelérési pontokon keresztül zajlik. Minden réteg csak a szomszédos réteggel tud kommunikálni. Az IP-ben a célgépeket (ún. host-okat) IP-címekkel azonosítják, melyek 32 biten ábrázolt egész számok. A 32 bit, 4 db 8 bites számra van felosztva, azaz 0 és 255 közt bármilyen értéket felvehetnek. A számokat ponttal választjuk el egymástól. (pl.: 192.168.0.1) A cím hierarchikus felépítésű, azaz a legnagyobb helyértékről indul (példa alapján ez a 192.), amely a hierarchia legmagasabb szintje. Ahogy lefelé haladunk – azaz jobbra – úgy érhetjük el a szolgáltatót azonosító IP-címet (pl. 192.168. vagy xxx.168.), majd tovább haladva az egyes kliens gépeket. Ezeket – a manapság elterjedt – címeket nevezzük 4. generációs IP-címeknek. (IPv4) Egészen idáig megfelelt ez a címzési mód, de időközben felmerültek vele kapcsolatban különböző problémák, például: nem lehet a címet titkosítani, ill. összesen kb. 4 milliárd cím osztható ki. Ami napjainkban még ugyan elégséges, de ha figyelembe vesszük az Internet térhódítását a fejlődő országokban, akkor könnyen beláthatjuk, hogy a címtartomány előbb-utóbb el fog fogyni. A meglévő problémákra kíván megoldást nyújtani a legújabb IPv6-os IPcímzés, mely már az egyes értékeket 128 biten ábrázolja, tehát – 4 helyett – 16 bájtosak az IP-k. (pl. 3ffe:2f80:3912:1) [4]
14
4.
Streaming technológiák és az IPTV Először a két fogalmat kívánom tisztázni, mert könnyen összekeverhetőek. Ennek
oka, hogy sok tekintetben hasonlítanak egymáshoz, de mégis jelentős különbség van a kettő között. Mind a két technológiánál közös, hogy a képet és a hangot bekódolják valamely szabvány szerint, majd IP csomagokká alakítják. 4.1 Streaming adások (Internet TV) A streaming hangot és képet közvetítő, valós idejű, folyamatos adatfolyamot jelent. Tulajdonképpen a DVB szabványnál alkalmazott MPEG-x Transport Stream számítógépes derivatívájának tekinthetjük. A streaming sugárzásra nem jött létre ”kvázi szabvány”, de legelterjedtebb formátumok a következők:
Windows Media Audio / Video (.wma, .wmv, .asf, .asx)
Flash (.fla, .flv)
RealMedia (.rm, .rma, .rmv)
Apple QuickTime (.mov, .qt)
MPEG (.mpg, .mpeg, .ts)
Lejátszásukhoz szélessávú Internetre, számítógépre, böngésző programra és telepített média lejátszó szoftverre van szükség. Streaminget bármilyen informatikai hálózaton keresztül továbbíthatunk. Leggyakoribb mégis az Internetes streaming, melyek általában a földi rádió és TV adások on-line változatait takarják. Segítségével az adásban lement műsorokat, esetleg az élő adást lehet – Interneten keresztül – nyomon
követni.
A
tartalmak
többnyire hírekre, pár show műsorra, vagy sorozatra korlátozódnak, melyeket az állomások legtöbbször ingyenesen biztosítanak. Minőségük sok esetben elmarad a hagyományos adásokhoz képest. 4.1. ábra: Internetes streaming (pillanatkép a fix.tv élő adásából)
15
4.2 Internetes tartalomszolgáltatás
Az ingyeneseken túl léteznek fizetős tartalomszolgáltatások. (Internetes TV, Audio / Video on Demand) A világ egyik legismertebb on Demand szolgáltatása az Apple iTunes, mely hazánkból egyelőre még nem elérhető. Az iTunes-t dedikáltan az Apple iPod nevű hordozható zene és video lejátszójához hozták létre. Célja, hogy a vásárlók legális úton, könnyen hozzájussanak kedvenc zenéikhez, filmjeikhez, vagy sorozatukhoz. Fizetés után a kívánt tartalom letöltődik számítógépünkre, melyet az iTunes kliensszoftver segítségével számítógépünkön megtekinthetünk, vagy felmásolhatjuk iPodunkra. Azt azonban fontos kihangsúlyozni, hogy az így megszerzett anyagok digitális jogvédelemmel (DRM) vannak ellátva, így nem másolhatjuk szabadon, sőt gyakran még a CD-re történő archiválás is korlátozott. [2] Hazánk a fizetős internetes szolgáltatások terén kissé le van maradva a nyugati országoktól, ami főleg a fizetőképes kereslet hiányából adódik. Azonban pár szolgáltató már Magyarországon is kínál fizetős tartalmakat. (pl. T-Online Zeneáruház, Songo) 4.3 Az IP-video (IPTV) Az Internet Protocoll Television (továbbiakban: IPTV) ugyanaz, mint az IP-video, azaz videoanyagok továbbítása IP-protokoll felett. Szakmában a könnyebb megjegyezhetőség végett az IPTV elnevezés terjedt el. Fizetős, kereskedelmi szolgáltatás, mely nem csak az élő adás megtekintésére korlátozódik, hanem egyedi tartalmak is elérhetőek. Megvásárolhatunk, vagy kikölcsönözhetünk különböző filmeket, sporteseményeket, sorozatokat vagy egyéb más műsorokat. Az IPTV nem csak Internet szolgáltatásra használt hálózatokon, hanem akármilyen IP-alapú hálózaton keresztül továbbítható. Internet hálózaton keresztüli továbbítás esetén speciális, menedzselhető hálózati eszközökkel érik el a megfelelő sávszélességet. Ez a következőképpen történik: az IPTV szolgáltatótól és az Internet felöl érkező adatcsomagokat virtuálisan két csatornára bontják, így az IPTV-s csomagok kellő prioritást kaphatnak. (Quality of Service) Az adás csak így lehet szakadásmentes és kiváló minőségű. A 4.2.-es ábra bemutatja, hogy 2 db Set Top Box-szal (továbbiakban: STB) egyszerre igénybevett IPTV szolgáltatás esetén egy 8 Mbps-os ADSL vonalon, hogyan oszlanak meg a szolgáltatások sávszélesség igényei.
16
4.2. ábra: Sávszélesség dinamikus elosztása 8 Mbps-es ADSL vonalon (Internet és 2 db IPTV szolgáltatás)
A szolgáltatást egy kijelzőre csatlakoztatott STB segítségével lehet igénybe venni, mely integráltan tartalmazza a dekódoló egységet és a média lejátszót. Ezenfelül számos olyan interaktív kényelmi szolgáltatás érhető el, melyek az Internet TV-nél nem állnak rendelkezésre, (pl. adás felvétele, időeltolás, stb.) de ezekre dolgozatom további részében részletesen kitérek. [2]
5.
IPTV rendszerek és a bennük rejlő lehetőségek 5.1 Konvergenciák A különböző szakterületek folyamatosan konvergálódnak egymáshoz, így jött létre
az információ és kommunikáció technológia is. (ICT) A médiában és az informatikában is megfigyelhető az egymáshoz való közeledés, melyek mára elválaszthatatlanul összeforrottak. Az IPTV pedig a televíziózás és az Internet találkozása révén születhetett meg. Számos előfizetői hálózat létezik (koaxiális kábeltévé, réz alapú telefon, optikai, elektromos hálózat, vezeték nélküli hálózatok), melyeken különféle szolgáltatások nyújthatóak, legyen szó telefonról, TV-ről, VoIP-ról, vagy Internetről. A szolgáltatások konvergenciája folytán előbb-utóbb kialakulhat egy közös átviteli platform. De a harc még korán sem dőlt el, egyik hálózatot sem hirdethetjük ki győztesnek! A kábeles, telefonos és mobil szolgáltatók küzdelme révén hamarosan a Triple Play-t felválthatja a
17
Quadruple Play (továbbiakban: 4Play). A 4Play magában foglalja a televíziós, internetes, vezetékes és vezeték nélküli telefonszolgáltatást. 5.2 Alkalmazási területek Az IPTV-t igen széles körben fel lehet használni, az alábbi felsorolás számba veszi a legfontosabbakat.
Lakossági szórakoztatás: legelterjedtebb felhasználási mód. A műholdas és kábeles televíziós szolgáltatásokat váltja ki, ill. számos kényelmi funkcióval egészíti ki.
Business TV: nem csak háztartások használhatják az IPTV-t, hanem az üzleti és gazdasági életben is jól alkalmazható. (pl. CNN, Bloomberg, CNBC) PC-n is elérhető szolgáltatás, így munka közben a háttérben, egy kis ablakban is nyomon követhetők a hírcsatornák műsorai. Továbbá meg lehet határozni, hogy egyes munkaállomások melyik adásokhoz férhessenek hozzá.
Vállalati kommunikáció: régebben egy vezetői eligazításhoz külön helyiséget, termet kellett biztosítani, melyre sok idő ráment. Ezáltal csökkent a termelékenység, mert a dolgozó addig sem tudott a munkájával foglalkozni, sőt ha utaznia kellett, az további plusz időt jelentett. Manapság a vezetőbeosztott kommunikáció egy kattintásra redukálódhat. A dolgozó e-mailben kap egy linket, amire szabadidejében rákattintva megnyílik a neki szánt hang-, vagy video üzenet. Használatával növelhető a dolgozók produktivitása.
Mobiltelefonos TV: egyes tartalmakat le lehet tölteni a mobiltelefonra, s szabadidőnkben meg tudjuk nézni. (Hasonlóan az Apple iTunes szolgáltatásához.)
Video chat: (ha a szoftver támogatja, akkor) IPTV-n keresztül megoldható a video csevegés. Csak (web)kamera és egy mikrofon kell hozzá. Akár kettőnél többen is beszélgethetünk egyszerre, fokozva a beszélgetés élményét. [2]
18
5.3 Digitális televíziós rendszerek, többletszolgáltatások Az analóg televíziózást egyre inkább kezdi felváltani a korszerűbb, digitális sugárzás. Tekintsük át a digitalizáció főbb okait: 1. EU-s direktívák. (2012-ig le kell állítani az analóg földfelszíni sugárzást.) 2. Jobb minőségű szolgáltatás. 3. Adott sávszélességen több műsor továbbítható. (Multiplexelés) 4. Reklámpiaci érdekek. (Bővülő reklámpiac.) Európában a Digital Video Broadcast (továbbiakban: DVB) szabványt fogadták el. A DVB 4 típusát különböztetjük meg:
DVB-T (földfelszíni)
DVB-S (műholdas)
DVB-C (kábeles)
DVB-H (földfelszíni, mobil eszközökre optimalizált)
Ezeken kívül léteznek más digitális sugárzási szabványok, mint a DMB-T, ISDB-T, ATSC, Digicipher, PowerVU, de Európában nem elterjedtek. A digitális átállás legnagyobb nyertesei az előfizetők. Az elérhető csatornák száma pár év alatt – hazánkban is – megtöbbszöröződött, ami a csatornák tematizálódását hozta magával. A digitalizáció a hang és képminőségre is kihatással volt. A digitális, MPEG szabványú adás kiváló minőségben juthat el az előfizetőkhöz. Szemben az analóg adással, a digitális kevésbé érzékeny az átviteli zavarokra, ami a DVB fejlett hibafelismerő és hibajavító képességének köszönhető. Ezenfelül számos kiegészítő, kényelmi szolgáltatás válik elérhetővé, ami az analóg sugárzásnál elképzelhetetlen. Ilyen például az elektronikus műsorfüzet (5.1. ábra), több hangvivő (többnyelvű műsoroknál), térhatású 5.1-es hang (AC3 – DolbyDigital), DVB feliratozás, vagy egyes prémium csatornák sportközvetítéseinél még a kameranézetet is mi választhatjuk meg.
19
5.1. ábra: Elektronikus műsorfüzet – EPG (UPC Direct)
A digitális televíziózás pozitív tulajdonságai mellett megvannak a hátrányai is. A legfőbb az, hogy minden analóg televíziókészülékhez külön STB-ot kell csatlakoztatni. Sokak számára nehezen érthető, hogy miért nem lehetséges az, ami az analóg rendszereknél már teljesen megszokott. Tehát míg kedvenc műsorunkat a tévén nézzük, közben miért nem vehetünk fel egy adást a másik csatornáról. A válasz egyszerű! Az analóg eszköz (TV, videomagnó, DVD író, stb.) nem képes dekódolni a digitális jelet, ezért szükség van STB-ra. A STB-ban pedig csak 1 db vevőegység van, ami egyszerre csak egy D/A átalakításra képes. Természetesen, ha dupla tuneres STB-szal rendelkezünk, akkor ez a probléma is elhárítható, de ez még igen drága. Az igazi megoldás az lehetne, ha a vevőkészülékekbe integrálnák a beltériegységet. Sajnos ennek a digitális szabványok folyamatos változása szab gátat (pl. DVB-S → DVB-S2), így a megvásárolt eszköz lehet, hogy igen rövid időn belül elavulttá válik. Továbbá számos szolgáltató csak a saját maga által biztosított vevőkészülékkel tudja a hibamentes szolgáltatást garantálni. (pl. STB-hoz rendelt egyedi SmartCard esetén.) A praktikus okokon túl létezik egy minőségi probléma is! Ugyan a digitális adás sokkal hibatűrőbb, mint az analóg, de mégiscsak egy diszkrét értékekkel mintavételezett, kompresszált jelfolyam, amely sok esetben túl is van tömörítve. A képminőségen ez már észrevehető, blokkosodással járhat. Ezzel szemben az analóg adás tömörítetlen, ami – kiváló minőségű jelforrás esetén – a ”vájt-szemű” nézők szerint teltebb színeket, szebb képet eredményez.
20
5.4 Miben nyújt többet az IPTV a digitális TV-nél? Analóg rendszereknél klasszikus értelemben vett csatornákról (adott frekvenciákról) beszélünk. Kábeles továbbításnál a csatornák kb. 750 MHz-es spektrumon osztoznak. Ez nagyjából 70 db frekvenciát, azaz analóg csatorna továbbítását teszi lehetővé, mivel minden frekvenciához egy adás tartozhat. Digitális sugárzás esetén a csatornákat multiplexeknek hívjuk. Egy multiplex több, MPEG tömörített adást foglal magában. Tehát digitális rendszernél egy frekvencián egyszerre több műsort lehet továbbítani. Az ilyen típusú továbbítást hívják broadcast rendszereknek. Tehát a spektrumot továbbítva mindegyik felhasználó egyszerre megkapja az összes adást. A csatornák közti léptetés nem más, mint a vevőkészülék frekvenciák közti gyors áthangolása. IPTV-nél nem beszélhetünk csatornákról, multiplexekről, mivel nem a teljes spektrumot továbbítjuk, hanem külön adatsugárzás formájában az egyes adók műsorait. Ezt nevezzük multicast és unicast továbbításnak. Így nem jut el egyszerre minden felhasználóhoz az összes adás. Csak azok az ügyfelek kapják, akik valóban igényt tartanak rá és csak azt a műsort, amit éppen nézni kívánnak. Ezáltal szinte végtelen számú adás átvihető. A multicast és az unicast rendszer közt lényeges eltérések vannak, amit az 5.2. ábra szemléltet.
5.2. ábra: Broadcast, multicast, unicast továbbítás
Multicastnál az adótól egy csatornán keresztül jut el a kívánt program a multicast group-okig. (Az ábra közepén található csomópont szemléleti a multicast group-ot.) A felhasználók egy adott programot kiválasztva a hozzá tartozó multicast group-hoz csatlakoznak, ezáltal csökkentve a kiszolgáló és a felhasználó közti hálózat terhelését.
21
Unicastnál minden felhasználó egyedileg kapja a kívánt tartalmat. (Az Internet is ezen az elven működik.) Bár a szolgáltatók nem szívesen alkalmaznak unicast-ot, mert leterheli a gerinchálózatot, ami komoly fennakadásokhoz vezethet. Természetesen nem lehet mindig elkerülni, mert vannak olyan szolgáltatások, amelyeket csak unicast rendszerben lehet nyújtani. (pl. VoD) Unicast-tal fokozott a biztonság, ezáltal adott tartalomhoz tényleg csak a jogosult felhasználók juthatnak hozzá. A digitális televíziós rendszerek összes jó tulajdonsága megtalálható az IPTV-nél is, ezenfelül számos olyan kiegészítő szolgáltatás létezik, amihez visszirány megléte szükséges. DVB platformon keresztül ennek megvalósítása kissé nehézkes, mert külön telefon adapterre és aktív telefonvonalra van szükség. (Kivétel a DVB-C, amelynél ha a kábelrendszer visszirányúsított, akkor nem okoz problémát az oda-vissza kommunikáció.) Ebből a szempontból az IPTV nagy előnyben van, mert kizárólag IP-hálózaton továbbítható, melynek alapfeltétele a kétirányú kommunikáció. A visszirányú kapcsolatból adódóan szinte bármilyen lehetőség nyitva áll az IPTV előtt. Tekintsünk át néhányat! Video on Demand szolgáltatások A VoD szolgáltatások elődje, a Pay Per View (továbbiakban: PPV) az USA-ban már az analóg, dekóderes kábeltévé rendszereken is elérhető volt. Bizonyos műsorokat külön díjazás ellenében lehetett vele megtekinteni. A PPV még nem volt olyan kényelmes, mint a mai VoD. Az előfizető ha meg kívánt tekinteni egy fizetős műsort, akkor vagy be kellett telefonálnia az ügyfélszolgálatra, hogy engedélyezzék számára a tartalom megtekintését, vagy egy prepaid (feltöltős) SmartCard-dot kellett vásárolnia, s a STB-ba helyeznie, mely a szolgáltatás igénybevételekor a kártyáról levonta a műsor díját. A PPV-t később az NVoD (Near Video on Demand) váltotta fel. NVoD-nál a műsorok kezdési időpontját nem mi választhatjuk meg, hanem végtelenített szalag-szerűen mennek. Ha kiválasztjuk valamelyiket, akkor a következő ”vetítés” során mi is bekapcsolódhatunk. Mai napig számos műholdas és kábelszolgáltató használja ezt a rendszert. (pl. a német Premiere Direkt) Az IPTV-s VoD adás nem más, mint unicast adatsugárzás adott IP-címre, tehát válasz az előfizető STB-ától jövő kérésre. Az ügyfelek – az előfizető kezelési rendszer által összeállított – listából választhatnak nekik tetsző műsort. (5.3. ábra) A tartalmat meg lehet vásárolni, vagy a videotékákhoz hasonlóan ki is lehet kölcsönözni. Megvásár22
lás esetén korlátlanul megtekinthető a tartalom, míg kölcsönzésnél az első megtekintéstől számított bizonyos ideig nyílik lehetőség a program megnézésére. A VoD-nak léteznek különféle változatai. Magyarországon a T-Online az SVoD-ot valósította meg, ami annyit jelent, hogy bizonyos havi díjért az adott TV csatornák, tartalomszolgáltatók műsorai az adásba kerülés után bármikor, bármennyiszer visszanézhetőek, sőt bele is tudunk tekerni.
5.3. ábra: Video on Demand műsorok listájának letöltése (T-Online)
Picture in Picture (Kép a képben) Az előzőekben kitértem, hogy az IPTV-s STB-oknak nincs hagyományos rádió frekvenciás vevő része. Ezért szoftveres megoldással megoldható a kép(ek) a képben funkció. [2] Mindössze annyi kell hozzá, hogy egyszerre több multicast group-hoz (gyakorlatilag szerverekhez) kell csatlakoznia beltériegységnek. Ehhez külön PiP szervereket üzemeltetnek, ami csökkentett felbontásban és sávszélességgel továbbítja az egyes adásokat, amelyeket a STB szoftvere mátrix-szerűen ki tud rakni a képernyőre. Egyéb kényelmi szolgáltatások A visszirányból adódóan – az említetteken kívül – számos más kiegészítő szolgáltatás létezik. Vizsgáljunk meg közülük néhányat! A STB-ok szoftverébe Internet böngészőt tudunk integrálni. Ezzel bármilyen netes szolgáltatás elérhetővé válik. A TV képernyőn keresztül tudunk szörfölni az Interneten, e-mail-t fogadni és küldeni, azonnali üzenetküldő szolgáltatásokhoz csatlakozni (pl. MSN Messenger, Skype), telefonálni (VoIP), SMS-t írni, netrádiókat hallgatni, videomegosztókhoz csatlakozni (pl. YouTube), sportesemény közben élőben fogadni,
23
műsorokban szavazni, pizzát rendelni, pénzügyeinket e-bankon keresztül intézni, totólottó szelvényünket feladni. A STB-hoz csatlakoztatott – vezeték nélküli – billentyűzettel a netezés még kényelmesebbé válhat, sőt webkamera segítségével a videotelefonálás (VoIP) is megvalósítható. A lehetőségeknek inkább a képzeletünk szab határt, illetve a programfejlesztők tevékenysége, mintsem a technika. 5.5 IPTV integrálása más rendszerekkel Az IPTV számos rendszerrel képes együttműködni. Például lehetőség nyílik Interneten keresztül vagy mobiltelefon segítségével, WAP-on beállítani a felvenni kívánt műsorokat. Egyes szolgáltatók (pl. British Telecom) hibrid televíziós szolgáltatást nyújtanak. Az Egyesült Királyságban a telefonvonalak elég rosszminőségűek, ebből kifolyólag az ADSL kapcsolatok sebessége elmarad az elérhető maximumtól. Ezt úgy próbálják kompenzálni, hogy az adások broadcast rendszerben, DVB-T-n keresztül jutnak el a lakásokba és csak az egyedi tartalmakat továbbítják IPTV-n. A BT-os hibrid STB-okban IPTV és a DVB-T vevő egyaránt megtalálható, így a kétfajta technológia közt észrevétlen az átváltás. [2] A beágyazott szoftverek fejlesztői azon dolgoznak, hogy hálózaton keresztül megosszák a számítógépen tárolt dokumentumokat, a STB-okkal. Így lehetőség nyílna kényelmesen, a nappaliból fotók, képek, zenék és videók TV-n keresztüli megtekintésére. A Microsoft reális esélyt lát arra, hogy a Windows XP-t (Media Center Edition) futtató PC-k és a Mediaroom szoftverrel ellátott beltérik közötti állománymegosztás hamarosan megvalósulhasson. Továbbá a Mediaroom platformot az X-BOX 360 játékkonzolokba is be kívánja építeni, így a játékgép teljes értékű Set Top Box-á válhatna. Az IPTV működéséhez elengedhetetlen az adatbázis rendszerekkel való szoros együttműködés. Adatbázisok határozzák meg, hogy a felhasználó milyen programokhoz férhet hozzá, vagy éppen hol tart az aktuális egyenlege. Gyakorlatilag az előfizető minden egyes gombnyomása nyomonkövethető, naplózható. Percre pontosan mérhető, hogy egy-egy háztartás adott programot mennyi ideig nézett. Tehát alkalmas arra, hogy a szolgáltató felmérje a nézői igényeket. A megszerzett információkat harmadik félnek továbbadhatja, így a begyűjtött információk alapján egyedi ajánlatokkal, testreszabott
24
reklámokkal láthatják el a nézőket. Ez utóbbi csak elvi lehetőség, a gyakorlatban még nem alkalmazzák, mert erkölcsi és törvényi problémákat vet fel. 6.
Hálózati technológiák A hálózatokat az IPTV rendszerek ütőerének tekinthetjük. Ezért nagyon fontos,
hogy a rajtuk történő adatcsere minél gyorsabb, zökkenőmentesebb legyen. A fejezetben sorra veszem a hálózat típusokat, szabványokat.
6.1 Szolgáltatói IP hálózat 6.1. ábra: Szolgáltatói és előfizetői hálózat
A szolgáltatói IP-hálózatot tekinthetjük gerinchálózatnak. A fejállomás és az előfizetőket elérő hálózat közt teremti meg a kapcsolatot. Általában passzív optikai hálózatra épül. 6.1 Passzív optikai hálózatok (PON) 1982-ben a British Telecom kutatói fejlesztették ki. 1993-tól kezdett elterjedni Európában, mikor a Deutsche Telekom PON-alapúra cserélte alaphálózatát. Hogy miért hívják passzívnak? A hagyományos – réz alapú – távközlési hálózatokhoz számos aktív, elektronikai berendezés szükségeltetik, úgymint útvonalválasztók, multiplexerek, erősítők, stb. Ha a hálózatot optikaira cseréljük, akkor a központ és az előfizető közt nincs szükség aktív eszközökre, mert nem elektromos, hanem optikai jeleket továbbítunk, melyeknek a hullámhossza hordozza az információt. A PON hasz-
25
nálatával a rendelkezésre állási idő (MTBF) csaknem végtelen, a sávszélesség drasztikus mértékben növelhető és jelentős mennyiségű energiát is spórolhatunk. A PON-gerinc kapcsolókból és útválasztókból épül fel, melyek átengedik, vagy megszakítják a fény útját. A PON hálózatok 155 Mbps, 622 Mbps, 1,25 Gbps, 2,5 Gbps-osak lehetnek. Az előfizetők ezen a sávszélességen osztoznak. A PON időosztásos multiplexelést használ. Idő alapján szabályozza, hogy az adat – jelen esetben a fény – mely irányba haladhat. Aszinkron rendszerű – csakúgy, mint az xDSL –, mert a letöltés számára (gerinc → előfizető irányú adatcsere) több időt engednek, mint a feltöltésnek (előfizető → gerinc irányú adatcsere), tehát magasabb a letöltési irányú sávszélesség, mint a feltöltési. A PON technológia igen költséges, de jelentős összeg megtakarítható, ha nem építik ki minden egyes háztartásban az optikai végpontot, csak a lokális csomópontig (ONU), vagy helyi végpontig (ONT). Onnan pedig hagyományos rézkábelek érik el az előfizetőket. A PON hálózatok fizikai felépítés alapján ugyan egyformák, de mégis több fajtája létezik. A különbséget az eltérő átviteli protokollok okozzák, melyek jelentős kapacitásbeli eltérést mutatnak. Főbb PON szabványok:
A-PON (ATM-alapú PON): Hasonlóképpen működik, mint a többi ATMalapú hálózat. A felhasználók az A-PON-on keresztül egy virtuális gyűrűt alkotnak (Virtual Circuits) egy adott célállomáshoz.
B-PON (Brodaband PON): a PON nem csak ATM protokoll szerint működhet, hanem pl. Ethernettel is, ezért a nevét B-PON-ra változtatták. Szimmetrikus sávszélessége 620 Mbps, az aszimmetrikusé pedig 1240/622 Mbps.
E-PON (Ethernet PON): Az E-PON lehetővé tette az Ethernet alapú optikai hálózatokat, ezáltal elősegítve a csavart rézvezetékek és az optikai kábelek közti könnyebb átjárhatóságot. [2]
26
6.2 Előfizetői hálózat A szolgáltatói és az otthoni hálózat közti szakaszt értjük alatta. Az előfizetők ezen keresztül érik el az Internet, IPTV, VoIP szolgáltatásokat. Épülhet PON-ra, de elterjedt még a VDSL is. Ha az üvegszálas infrastruktúra még nincs kiépítve, akkor kompromisszumokkal, de ADSL - ADSL2+ rendszeren is lehetséges az IPTV szolgáltatás. (ld. T-Online Magyarország) 6.3 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) Amint az angol megnevezés mutatja, egy aszimmetrikus, előfizetőket közvetlen elérő, digitális hálózat, amely – réz alapú – telefonkábelen keresztül jut el az előfizetőkhöz. Maximálisan kb. 8 Mbps-es letöltésre és 768 kbps-os feltöltésre képes. Az áthidalható távolság nem lehet nagyobb, mint 5-6 km. (Előfizető és a DSLAM között.) A szolgáltatói oldalon ún. DSLAM-ok (DSL Acces Multiplexer) találhatóak, melyeket szolgáltatói oldali modemeknek tekinthetünk. Az ATM, vagy – IPTV esetében – az Ethernet és a réz alapú, analóg telefonhálózat közti átjáróként szolgálnak. Az előfizetői oldalon, pedig a DSL modemek végzik a telefon - Ethernet visszaalakítást. A 6.2.-es ábra bemutatja, hogy az 1,1 MHz sávszélességű telefonvonalat miként osztják fel beszéd célokra és az oda-vissza történő adatkommunikációra. 4 kHz-ig csak beszédre használják a vonalat, felette pedig adatkommunikációra. A fel- és letöltéshez szükséges sávszélesség egyenes arányban áll a felfelé, ill. lefelé történő adatátvitellel.
6.2. ábra: ADSL-re használt analóg telefonvonal spektruma [2 alapján]
27
ADSL-hez 3-féle modulációt használnak: »
CAP (vivő nélküli amplitúdó fázis moduláció): egy nem szabványos QAM moduláció. A kétoldalas amplitúdó modulált, elnyomott vivőjű jel, mely két impulzus-amplitúdó modulált jelből épül fel.
»
DMT (diszkrét, több vivős moduláció): esetében az 1,1 MHz-es spektrumot 4 kHz-es, 15 bites alcsatornákra osztják fel, melyeken QAM moduláltan történik a kommunikáció. A felhasznált alcsatornákat összefogva kaphatjuk az elméleti maximum sávszélességet. (8 / 0,8 Mbps)
»
S-DMT (Simplified-DMT): DMT módosított változata. [2]
6.4 ADSL2 Az ADSL továbbfejlesztése, melyet az átviteli sebesség növelése végett fejlesztettek ki. Hatékonyabb modulációt használ, ezáltal az adatcsomagokból redukálja a többlet adatokat. ADSL esetén az adatcsomagok fix 32 kbps-osak, míg ADSL2-nél 4-32 kbps közt változhatnak. A fejlett adatfeldolgozó algoritmusoknak köszönhetően – mint amilyen a Reed-Solomon kódolás – jobban kódol. [2] Előnye még, hogy kisebb jelszinttel dolgozik, így jobb a jel-zaj viszony, ezáltal csökkenthető a vonalak közti áthallás és nagyobb sávszélesség érhető el, vagy meszszebbre lehet ugyanazt a sávszélességet eljuttatni. Gyakorlatban ez további kb. 50 kbpsos sebességnövekedést jelent, vagy 180 m-rel lehet hosszabb a vezeték. 6.5 ADSL2+ A spektrumot 12 MHz-re bővítették. A Shannon-tétellel összhangban, ha egy adott csatorna sávszélességét növeljük és a jel-zaj viszony nem változik, akkor a maximális átviteli sebesség ugyanolyan arányban növekszik. Tehát az ADSL2+ sávszélessége többszöröse a hagyományos ADSL-ének. A letöltési sebesség elérheti akár a 24 Mbpsot, ami már HD televíziózásra is alkalmassá teszi. Természetesen nem csak a letöltési, de a feltöltési sebesség is növekedik, de az IPTV igen csekély feltöltése miatt számunkra nem releváns. A sebességkülönbség kb. 1 km-es távon belül teljesül. Nagyobb távolságok esetén az ADSL2+ előnye csökken, de akár teljesen meg is szűnhet. [2]
28
6.6 VDSL (Very High Speed DSL) Jó minőségű komplex hang, adat és TV szolgáltatáshoz legalább 20-25 Mbps-es sávszélességű elérés szükséges. Amint az ADSL2+-nál megfigyelhettük ez csak akkor lehetséges, ha a hurok hossza 1000 m alatt van. Ezt csak úgy tudjuk kivitelezni, hogy nem a telefonközpontokban, hanem az előfizetőkhöz közel – pl. az utcasarkon – helyezzük el a DSLAM-okat. A DSLAM-ok száloptikával vannak összekötve a gerinccel, így a gerinc-DSLAM közti távolság nem mérvadó. A rézvezetékek hossza ezáltal csökkenthető, így biztosítva a nagy sávszélességet. A koncepció megvalósítása hívta életre a DSL család leggyorsabb tagját, a VDSL-t, mellyel kb. 50 Mbps-es sávszélességet lehet elérni. Ezzel már egyidejűleg több HD tartalom megtekintése is lehetővé válik. Működése megegyezik a hagyományos ADSLével, de kb. hatszor gyorsabb annál. Az elérhető maximális sávszélesség a DSLAM és az előfizető közti rézvezeték hosszától függ. A réz szakasz hossza jellemzően 300-1500 m közé esik. Max. sávszélesség (Mbps) Letöltés Feltöltés 52 30 54 13 26 26 22 13 13 13 10 10 6 6 16 1
Réz szakasz hossza (m) (26 AWG szabványú rézkábel esetén) 300 300 1000 1000 1500 1500 1800 1800
6.1. táblázat: VDSL elérhető maximális sávszélessége a vezeték hosszának függvényében [2 alapján]
A VDSL szinkron és aszinkron módban is működhet. Frekvenciaosztásos multiplexelésen (FDM) alapul. Kétféle modulációt fordul elő VDSL-nél: »
CAP/QAM: vivő nélküli amplitúdó és fázis moduláció / kvadratúra amplitúdó moduláció.
»
DMT: elterjedtebb, diszkrét több vivős moduláció. A 0-4 kHz közti spektrum itt is a hagyományos analóg telefonnak van fenntartva. A tengerentúlon jellemzően a 10 Base-S szabvány szerint osztják ki a frekvenciákat. A feltöltéshez a 0,9-3,75 MHz közti, a letöltéshez pedig a 29
3,75-8 MHz közti spektrumot használják, melyet az 6.3.-as ábra szemléltet. Európában az ETSI997-es szabvány terjedt el, ahol két külön spektrum tartozik a letöltéshez és a feltöltéshez. A spektrum kihasználását a 6.4.-es ábrán figyelhetjük meg. dBm / Hz
-60
Feltöltés
Letöltés
f (Mhz) 0,9
3,75
8
6.3. ábra: 10 Base-S szabványú frekvencia elosztás [2 alapján]
dBm / Hz
-60
Feltöltés 1
Letöltés 2
Letöltés 1 Feltöltés 2
f (Mhz) 0,138
3
5,1
7,05
12
6.4. ábra: ETSI Plan szabványú frekvencia elosztás [2 alapján]
A VDSL-hez használt frekvenciák megegyeznek számos amatőr rádiós által igénybevett frekvenciával. Hogy ezt megakadályozzák, a VDSL 10 Hz-es lépésekben képes engedélyezni, vagy tiltani az adott frekvenciákat, ezáltal elkerülhető az interferencia. [2] 6.7 FTTx optikai hálózatok A távközlési szolgáltatások sávszélesség igénye folyamatosan nő. A meredeken zuhanó árú laposkijelzőknek köszönhetően a közeljövőben az sem tűnik elképzelhetetlennek, hogy egy háztartásban akár 4 db TV készülék legyen. Vegyük azt, hogy ebből 2 db SD, 2 db HD. Ha feltételezzük, hogy mind a két HD készüléken egyszerre szeretnének 30
két külön HD csatornát nézni, akkor ahhoz kb. 16-20 Mbps-es sávszélesség szükséges. Ha ezen kívül a másik 2 SD TV-t is szeretnénk nézni, akkor további 3-5 Mbps kell. A 6.5.-ös ábra alapján könnyen beláthatjuk, hogy egy jó minőségű TriplePlay szolgáltatáshoz legalább 20-25 Mbps-es sávszélességű elérés szükséges. [2] Erre az ADSL2+ csak korlátozottan alkalmas. Csak a VDSL, vagy más optikai hálózat jöhet szóba. Mivel a VDSL-t az előzőekben kitárgyaltam, ezért fordítsuk figyelmünket az üvegszálas megoldások felé. (FTTx)
6.5. ábra: Komplex TriplePlay szolgáltatás sávszélesség igénye [2 alapján]
Az FTTx száloptikára épülő, DSL-nél komplexebb, korszerűbb hálózati típus. Emiatt az elérhető sávszélesség többszöröse a különböző xDSL vonalakénak, viszont a bekerülési költsége is jóval magasabb a réz alapú hálózatoknál. Különböző típusait az alapján különböztetjük meg, hogy az optikai végződtetés hol található. FTTEx (Fiber To The Exchange) FTTEx esetében a szolgáltató központjáig optika fut, de onnan már réz alapú adathálózat éri el külön-külön az egyes előfizetőket. [2] FTTCb (Fiber To The Cabinet) A VDSL vonalakat kiszolgáló hálózatoknál beszélünk FTTCb-ről. Arra szolgál, hogy növelhessük a távot a központ és az előfizető közt, anélkül, hogy a sebesség jelentősen csökkenne. Amint a 6.6.-os ábrán is megfigyelhető, a központból optikán jut el az
31
optikai átalakítóig (jelen esetben: VDSL DSLAM) a jel, majd onnan réz alapú csavartérpáron keresztül halad tovább egészen az előfizetőkig.
max. 1,5 km
6.6. ábra: FTTEx – FTTCb összehasonlítás
FTTN (Fiber To The Neighborhood), FTTC (Fiber To The Curb) Lényegét tekintve ugyanaz, mint az FTTCb, csak rövidebb a réz szakasz hossza. Így még nagyobb sebességet lehet elérni, illetve később olcsóbb lehet a teljes szakasz optikára való cseréje. FTTB (Fiber To The Building) Túlnyomórészt irodákban és társasházakban használt optikai csatlakozási típus. Az optikai hálózat vége egészen közel esik az előfizetőkhöz. (pl. lépcsőházban, folyosón, stb.) A réz szakasz hossza néhányszor 10 m. Magyarországon a DigiKábel fogott nagyszabású FTTB projektbe, mellyel a nagyvárosok sűrűnlakott – lakótelepi – övezeteit célozzák meg. A lépcsőházba behúzzák az optikát, majd onnan hagyományos (UTP) kábelen keresztül érik el az egyes előfizetőket. FTTH (Fiber To The Home) Amint a neve is utal rá, az optikát közvetlen a lakásba, vagy irodába vezetik be. A legköltségesebb, de egyben legjobb minőségű rendszer. Az akár 155 Mbps-es sávszélességű hálózaton bármilyen szolgáltatás korlátok nélkül nyújtható. De jellemzően ebből csak 10-40 Mbps közötti sávszélességet engedélyeznek a szolgáltatók. [2]
32
6.8 Egyéb szolgáltatói hálózatok Idáig az Internet szolgáltatásra használt IP-hálózatokon keresztüli IPTV-t vizsgáltuk. De térjünk át az alternatív, egyelőre még kevésbé elterjedt rendszerekre. IPTV a kábelhálózatokon (CATV) IPTV-t bármilyen szélessávú, IP-alapú kommunikációt lehetővé tévő hálózaton közvetíthetünk. A visszirányúsított, koaxiális kábeltelevíziós rendszerek is képesek rá. Egyes gyártók már szállítanak kábeles IPTV megoldásokat, de mivel még nincsen szabványra emelve, ezért a különböző cégek termékei nem biztos, hogy kompatibilisek egymással. Továbbá még azt sem lehet tudni, hogy melyik rendszer terjedhet el széles körben. Egy azonban bizonyos, hogy a pilot project-ek előrehaladott stádiumban tartanak, tehát a közeljövőben számolhatunk a kábeles IPTV szabványosításával. A kábeles adattovábbítási rendszer legújabb, 2006-ban szabványosított változatával, a DOCSIS 3.0-val (Data Over Cable Service Interface Specification) már kb. 400/100 Mbps-es maximális sávszélesség érhető el. Ez már bőven elegendő IPTV-hez! Ami viszont probléma, hogy – az xDSL-lel szemben – itt nincsen mindenegyes előfizetőhöz dedikált vonal. Így az adott node-ra (központra) csatlakozó ügyfelek közt oszlik el a teljes sávszélesség. Tehát ha egyszerre túl sokan használják a rendszert, akkor könnyen túlterhelődhet. (A kábelnetes ügyfelek már jelenleg is érzékelhetik, hogy csúcsidőben csökken az adatsebesség.) Ez csak úgy küszöbölhető ki, ha jelentős tartalékkal bíró node-okat telepítünk, mely igen költséges. Ha sikerül legyőzni a felmerülő sávszélesség gazdálkodási problémákat, akkor a nagy sebességnek köszönhetően kábelen is kiváló minőségű szolgáltatást lehet nyújtani. A 6.7.-es ábrából kitűnik, hogy kábeles IPTV-nél, a DVB-C-s helyett IPTV-s STBra van szükség, melyet előtte csatlakoztatni kell egy kábelmodemhez. A kábelmodem végzi a DOCSIS (koax) ↔ Ethernet (UTP) átalakítást.
33
6.7. ábra: Kábeles IPTV struktúra [3 alapján]
Vezeték nélküli hálózatok (DVB-H, WiMAX) Egyes amerikai mobiltelefonos és kábeles cégek összefogásaként jött létre egy olyan szolgáltatás, amivel az otthoni digitális videorekordereket mobiltelefon segítségével lehet programozni, illetve a rajtuk tárolt adatokat – Internet segítségével – a mobiltelefon képernyőjén bármikor és bárhol meg lehet tekinteni. A közeljövőben számos csatorna fog adást indítani, ill. egyedi tartalmakat továbbítani DVB-H platformon keresztül. Az említett két szolgáltatás kombinációját hívjuk IP Datacast-nak. [2] A WiMAX mikrohullámú, vezeték nélküli hálózati szabvány, csakúgy mint a népszerű WiFi. Elsődleges célcsoportja nem a végfelhasználók, hanem az Internet szolgáltatók. A kábeles és az xDSL szolgáltatások alternatívája lehet azokon a területeken, ahol nincs megfelelő szélessávú infrastruktúra kiépítve. Igen széles spektrumot használ adatsugárzásra (1,7 – 5,8 GHz), ezáltal nagy sávszélességet lehet vele elérni. (70 Mbps) Ámde, ha nem a sebesség az elsődleges szempont, hanem a távolság mérvadó, akkor bizonyos körülmények között akár 100 km-t is át lehet vele hidalni. Etéren némileg az xDSL-re hasonlít, mert vagy nagy sávszélességet kapunk rövid távon, vagy kisebbet de igen hosszú távon. A WiMAX OFDM (Ortogonális frekvencia-osztásos multiplexelés) modulációt használ, így lehetőség adódik mobil használatra is. A biztonságról TDES és AES kódolás gondoskodik. [7]
34
6.9 Otthoni hálózatok Az IPTV hálózatok végső, de nem elhanyagolható része az otthoni szakasz. A fejezetben részletezni kívánom az otthonokban, irodákban használt hálózati technológiákat. Az IPTV szolgáltatás kétféle módon juthat el az otthoni hálózatokon keresztül a televízió készülék(ek)hez, melyet az 6.8.-as ábra szemléltet.
6.8. ábra: Otthoni hálózatok felépítése az IPTV szempontjából [2 alapján]
A. A DSL modembe van integrálva a Set Top Box. Ebben az esetben közvetlen a TV-t kell csatlakoztatni a modemhez. (pl. RCA, Scart, HDMI kábel segítségével) Így nem kell külön informatikai hálózatot (UTP kábel) kiépíteni a lakásban. Hátránya, hogy a modemnek viszonylag közel kell lennie a TV készülékhez, hogy az érzékelhesse a távirányító vezérlőjeleit. Továbbá ha több számítógép van az otthoni hálózaton, akkor külön útvonalválasztóra (routerre) van szükség. B. A DSL modem router funkcióval van kiegészítve. Ezt Home Gateway-nek (HGW) is hívjuk. Előnye, hogy a beltériegységet bárhol el lehet helyezni a lakásban, illetve külön eszköz nélkül egyszerre több számítógép is csatlakoztatható az otthoni hálózatra. Hátránya ebből fakadóan az, hogy minden ké-
35
szülékhez el kell juttatni a vezetékeket, azaz ki kell építeni egy lakáson belüli hálózatot. Vezetékes Ethernet A vezetékes Ethernet a legelterjedtebb otthoni hálózati típus. Csavart érpárú rézvezeték (Cat5) segítségével maximálisan 1 Gbps-os full-duplex kapcsolatra képes, mely bőven elegendő több számítógép, ill. Set Top Box kiszolgálására. Emellett előnyt jelent, hogy könnyű hozzájutni és relatíve olcsó. Hátránya abból adódik, hogy szerelni kell. Az újonnan épülő ingatlanokat általában már előre bekábelezik. Vezeték nélküli Ethernet (WiFi) Az IEEE szabványügyi szervezet a vezeték nélküli hálózatokat IEEE 802.11 néven emelte szabványra, melyet elterjedtebb nevén WiFi-nek, vagy WLAN-nak hívunk. Több altípusa létezik: Az 5 GHz-en üzemelő 802.11a szabvány 54 Mbps-es sávszélességre képes, mely alkalmassá teszi akár a több HD csatorna egyszerre történő továbbítására is. Hátránya a magas frekvenciának köszönhető, mely által a jel gyorsabban csillapodik. A 2,4 GHz-en működő 802.11b szabványnak már nagyobb a hatósugara, viszont az elérhető maximális sebessége csak 11 Mbps, ami kevés a komplex IPTV-hez. [2] Manapság a fogyasztók körében tán a 802.11g szabvány a legelterjedtebb, melyet számos WiFi kártya, vagy vezeték nélküli router használ. Ötvözi az a és b szabvány jó tulajdonságait, tehát 2,4 GHz-en 54 Mbps-os sebességre képes viszonylag nagy hatósugárral. A legújabb vezeték nélküli szabványtervezet a 802.11n, mely 2,4 GHz-en 110 Mbps-os sebességet nyújthat. Rendkívüli módon alkalmas IPTV-s környezetben való felhasználásra. Ugyan hivatalosan még nincs szabványra emelve, de ennek ellenére számos gyártó nyújt már ma is ”Draft n” tanúsítvánnyal ellátott termékeket, melyekről garantálják, hogy képesek a különböző gyártók termékei hiánytalanul kommunikálni egymással, ill. megfelelnek majd a véglegesített szabványnak. Számos laboratórium kísérletezik a WiFi-t helyettesítő, nagysebességű vezeték nélküli összeköttetéssel. A fő koncepció, hogy a spektrumot kiterjesszék a 3,1 - 10,6 GHzig terjedő sávba, így megtöbbszörözve az elérhető maximális sebességet, viszont épp
36
emiatt hátránya a kis hatótávolság. Ezeket az újgenerációs hálózatokat hívjuk UWBnek. (Ultra Wide Band) Elektromos hálózaton keresztüli kommunikáció (HomePlug) Az első elektromos hálózaton keresztüli kommunikációs szabvány a HomePlug 1.0, de sosem tudott széleskörben elterjedni. A meglévő elektromos hálózaton keresztül 12 Mbps-es kapcsolatra képes. A következő generációs szabvány a HomePlug AV már 150 Mbps-es összeköttetést tesz lehetővé, így alkalmassá téve IPTV-zésre, vagy szórakoztató elektronikai eszközök összeköttetésére. A HomePlug-ot életre hívó szövetség tagjai nagy reményt fűznek az új szabványhoz, lévén, hogy az elektromos hálózat minden háztartásban ki van építve, így nincs szükség további vezetékek beépítésére. [2] 6.10 Az IPTV hibatűrése Hálózaton keresztüli video elosztásnak két fő csoportját különböztetjük meg. A valós idejű sugárzást és a tárolásra szánt sugárzást. Az élő sugárzásnál fontos a puffer (Jitter buffer) megléte, mert különösen érzékeny a csomagvesztésre, ill. a csomagok sorrendjére. Előfordulhat, hogy egy-egy IP csomag késik, ami szaggatáshoz, vagy képkocka kimaradáshoz vezet. Tárolásra szánt anyag esetében pufferre nincs szükség, mert a lejátszó eszköz háttértára – feltételezhetően – megfelelő gyorsasággal tudja továbbítani az adatokat. [2] Tekintsük át, hogy a TCP/IP-protokoll főbb részeit és azt, hogy miként segítik elő a hibamentes adatátvitelt. IP fejléc Az IP fejléc tartalmazza: »
A célállomás címét,
»
Verzió jelölést,
»
Tördelésvezérlőket (azonosítás, flag-ek, tördelési ofszet),
»
Érvényességi időt,
»
Protokoll adatmezőt,
»
Forrás és cél címeket. [2]
37
TCP-UDP Az UDP sorrend nélkül, a TCP pedig sorrendbe állítva továbbítja a csomagokat. A TCP nem alkalmas élő sugárzáshoz, mert ha egy csomag sérül, vagy nem érkezik meg, akkor azt újraküldéssel próbálja kijavítani, ami túl nagy késleltetéshez vezet. Ezért az IPTV elsősorban az UDP-t használja. A TCP-UDP fejléc magában foglalja a cél állomás port azonosítóját, mely utal a közlendő adatok típusára. A vevőoldal pedig figyeli a port számot, mely alapján beazonosítja az adat típusát. [2] ICMP (Internet Control Message Protocoll) üzenetek Az IP-protokoll része, annak fejrészbe ágyazódik be. Arra szolgál, hogy a küldő félnek jelentse az átvitel során fellépő hibákat, csomagveszteségeket. Az ICMP generálja az ECHO kéréseket-válaszokat, melyek összességét – ismertebb nevén – PING-nek hívunk. [2] Tördelésvezérlés 16 bites egysége az IP fejlécnek. Az adatcsomagok kapnak egy azonosítót, melyet a fogadó fél figyel. Ha a fogadó töredezettséget észlel, akkor ezen azonosító alapján és a küldő fél IP-cím vizsgálatát figyelembe véve vissza tudja állítani a helyes adatsorozatot. [2] Az IPTV hibatűrése A legelterjedtebb IPTV kódolás az MPEG-2-es, mely UDP-t használ a szállítási rétegben. A legegyszerűbb továbbítás lehetőség az UDP/RAW, mely a következő hibákat képes felismerni: »
Forrásban bekövetkező változásokat,
»
Hiányzó szinkronizáló bájtokat,
»
Szabványtól eltérő csomagméret,
»
Idő túllépést,
»
Túlzott vibrálást,
»
Nem megfelelő UDP bitrátát.
38
Ezen kívül RTP-t (Real-Time Transport Protocoll) is használhatunk a továbbításhoz, mely egy pont-pont kapcsolatot hoz létre, ezáltal elősegítve a valós idejű adatközlést, legyen szó unicast vagy multicast továbbításról. Az RTP időpontot bélyegez és megszámozza a csomagokat, így képes meghatározni a veszteséget. Az UDP/RAW-on felsoroltakon kívül a következő hibákat képes detektálni: »
Meghatározza a használaton kívüli csomagokat,
»
Felismeri a duplikált csomagokat,
»
Meghatározza a csomagvesztést.
Mindkét továbbítási mód használható IPTV-hez, de az RTP használata praktikusabb, mert jobban tolerálja az átviteli hibákat. Továbbá fontos a hálózati eszközök megfelelő konfigurálása. (QoS biztosítása) Az RTP csomagok magas prioritásával minimalizálható az élő adás késleltetése és képes kiszűrni, kompenzálni az elveszett adatcsomagokat. Az időbélyegzés megoldást kínál az esetleges vibrációk javítására, a képkockák rossz sorrendjének elkerülésére, mely a beérkező csomagok véletlen beérkezési sorrendjéből fakad. Ezenkívül a képkockák sorrendbe állításához szükség van átmeneti puffer tárra. (Jitter buffer) A puffer tárolja és sorrendbe rakja a beérkező adatotokat. A csomagokat csak ezután küldi tovább a feldolgozó egységnek. [2] Az átvitel során sérült csomagok javítása a STB szoftverétől függ. Ha a javítás nem sikerül, ill. csomagvesztés történik, akkor elsötétül a képernyő, vagy kimerevedik az utolsó képkocka. Ez utóbbit szinte észre sem vesszük, ha nincs nagy eltérés a szomszédos kockák közt. 7.
Az IPTV infrastrukturális áttekintése Az IPTV igen összetett rendszer, mely számos alrendszerből épül fel. A fejezetben
ezeket kívánom sorra venni. A 7.1.-es ábra egy áttekintő képet ad a rendszer felépítéséhez szükséges főbb elemekről.
39
Internet A TM /E e th rn
Otthoni hálózat
Fejállomás IPTV szerverek
et
DSLAM
Splitter
n
Ethernet
A na
Telefon központ
ló
g
te le fo
Home Gateway ST B PC
TV
7.1. ábra: Az IPTV infrastruktúra főbb elemei
7.1 Fejállomás (Head-End) A hálózat azon pontja, amely a tartalmakat az IP-hálózaton közvetíthetővé alakítja. Hasonlít a kábeles és műholdas fejállomásokhoz. A műsorok itt is műholdról, antennáról vagy optikáról érkeznek, a VoD tartalmak pedig a Head-End-en lévő szerverektől. Fő részegységei az antennák, vevőberendezések, enkóderek, szerverek. A 7.2.-es ábrán áttekinthetjük a fejállomás rendszertechnikáját. A fejállomás továbbá MPEG-x kódolást is végez. A kész MPEG adatfolyamot itt ültetik rá az IP-hálózatra, mely tovább halad azon előfizetőkhöz, akik az adott programot kívánják nézni. Az IPTV-hez különféle MPEG szabványokat használnak. Ritkán előfordul az MPEG-1, de jellemzően az MPEG-2-es kódolást használják – csakúgy, mint a digitális kábeles és műholdas szolgáltatók – a hatékonyabb tömörítési ráta és a jobb minőség végett. Ezeken túl kezd elterjedni az MPEG-4-es sugárzás is. A legújabb MPEG-et, az MPEG-4-et 2000-ben emelték szabványra. Az MPEG-4 fő koncepciója az, hogy DVD minőséget biztosítson az MPEG-2-nél alacsonyabb bitráta mellett. Ebből fakadóan elég nagy számítási igényű. Ami viszont kárpótol, az a kiváló skálázhatóság! A keskenysávú dial-up-tól az igen nagy sávszélességű FTTx-ig, szinte bárhol alkalmazható. 40
A digitális műsorszolgáltatásban az MPEG-4-re való átállás ettől függetlenül hoszszadalmas folyamat, főleg azoknál a szolgáltatóknál, akiknél több (tíz)ezer MPEG-2-es STB került kihelyezésre. Ezek lecserélése nem megy egyik napról a másikra, ill. az anyagi vonzatairól se feledkezzünk meg! Az újonnan induló szolgáltatások viszont már az MPEG-4-et preferálják. Gondolok itt a hazai – ez idáig egyedüli – IPTV szolgáltatóra a T-Online-ra, de a digitális földfelszíni sugárzásért (DVB-T) való pályázaton is előnyben vannak azok a hálózatüzemeltetők, akik MPEG-4-ben kívánnak sugározni. SAT vevők
MPEG enkóderek
Ethernet switchek routerek
Földi és műholdas antennák
Nagy teljesítményű IP-hálózat (Internet)
Elosztási és hálózati menedzsment DV Codec TV stúdiók
7.2. ábra: Fejállomás rendszertechnikai áttekintése
7.2 Head-End szerverek A Head-End szervereken a fejállomásokhoz kapcsolódó szervereket értjük. Bár a megnevezés kissé félrevezető lehet, mert nem feltétlenül a fejállomáson találhatóak. A hálózati csatlakozás miatt akárhol lehetnek, de jellemzően mégis a fejállomásokon, vagy adatparkokban vannak.
41
A szerverekkel szemben állított legfőbb követelmény a skálázhatóság. Mivel egy magas rendelkezésre állású szerver igen költséges, ezért fontos, hogy a jelenlegi, ill. a későbbiekben felmerülő igényeket ki tudja elégíteni. Továbbá, hogy a meglévő és tervezett rendszerekbe problémamentesen be tudjon illeszkedni. Magyarországon a T-Online a Microsoft IPTV-s megoldására, a Microsoft Mediaroom platformra épített. Az x86-alapú szervereken Windows Server 2003 és SQL adatbázisok futnak, a STB-okon pedig beágyazott Windows-ok. Természetesen nem kötelező ehhez megoldáshoz ragaszkodni! Számos megoldás létezik, pl. a Cisco IPTV platform, ill. UNIX/Linux szerverekből is építkezhetünk. A skálázhatóság mellett a rendelkezésre állás a legfontosabb kérdés. Ezért redundáns rendszereket építenek, hogy az esetleges problémákat megelőzzék. Így, ha hiba miatt kiesik egy gép, tartalék eszközökkel észrevétlenül helyettesíthető. A következőkben sorra veszem, hogy milyen típusú szerverek kellenek egy IPTV rendszerhez. Broadcast szerver Az infrastruktúra egyik legfontosabb eleme, mely a földi, műholdas vagy kábeles továbbítású csatornák kódolását végzik. Broadcast szerver esetében általában nem ”klasszikus” szerverre kell gondolni, hanem inkább célhardverek együttesére. (pl. vevőberendezések, MPEG enkóderek, stb.) Az analógok forrásból érkező jeleket bedigitalizálja, a vett MPEG-x adásokat pedig változtatás nélkül továbbíthatja, de ha szükséges, akkor újrakódolja (MPEG-2 vagy MPEG-4-be). Az így kapott nyers adatfolyamot multicast adatfolyamokba konvertálja és valamely protokoll (RTP, UDP, UDP/RAW) segítségével továbbítja a hálózatba. [2] Video on Demand szerver A VoD szerver nem más, mint a prémium tartalmak tára. A különböző műsorokat, show-kat, sporteseményeket, filmeket, stb. egyedi kérésre – általában térítés ellenében – azonnal (VoD), vagy előre meghatározott időpontokban (Near VoD) továbbítja az előfizetőknek. De mielőtt a kívánt műsort lesugároznák, a szervernek azonosítania kell az előfizetőt az előfizető kezelési rendszerben, hogy részére valóban aktiválható-e szolgáltatás. Ha
42
nem, mert pl. tartozása van, akkor az elutasítást, és annak az okát el kell küldeni az előfizető STB-ára. Ha minden feltétel teljesül, akkor a VoD tartalmak külön unicast sugárzás formájában jutnak el az egyes előfizetőkhöz. [2] A VoD adások általában DRM-mel, vagyis digitális jogvédelemmel vannak ellátva, melyről a VoD szerver gondoskodik. Megakadályozza az illetéktelen hozzáférést, tehát nem másolhatjuk át más eszközre, nem nézhetjük meg az előírtnál többször, vagy később az adott programot, ill. gyakran még a STB analóg kimeneteit is Macrovision másolásvédelemmel látja el. Time Shift szerver Működése hasonlít a VoD szerverre. Főleg ott használják, ahol a Personal Video Recorder (felvevő) funkciót központilag oldják meg, tehát nem a STB-okban lévő merevlemez tárolja az adatokat. (Magyarországon a TVNet kísérleti szolgáltatásához használtak ilyen rendszert.) A kiszolgáló központilag rögzíti az adásokat, illetve a tárolt anyagokat képes igény szerint, bármikor – a meghatározott IP-címek felé – továbbítani. [2] Archiválási szerver Az archiválási szerver RAID-tömbökbe szervezett merevlemezek sorából épül fel. Feladata, hogy a többi kiszolgáló által generált hatalmas mennyiségű adatot – jelen esetben adást – tárolja. Jellemzően azokat, amelyeket már ritkábban használnak, de még szükség lehet rájuk. (pl. SVoD esetén, műsorok megelőző részei) [2] Előfizető kezelési rendszer (Subscriber management system) Az IPTV rendszerek egyik legkritikusabb eleme. Általában több, magas rendelkezésre állású szervert foglal magában, melyeken különböző adatbázisok futnak. Ellenőrzi, hogy a VoD tartalmak megtekintéséhez van-e joga az adott előfizetőnek. Ha van, akkor ”zöld utat” ad a VoD szervernek és hozzáírja a számlához a tartalom lekérésének díját. Ha az előfizetőnek nincs joga a műsor megtekintéséhez, akkor pedig tudatja az elutasítás okát. De nem csak a VoD tartalmak elérését szabályozza, hanem az egyes csatornák hozzáférési jogát is. Tehát az előfizető csak az előfizetett csomagnak megfelelő csatornák
43
műsorait érheti el. A hónap végén a rendszer összesíti a díjakat, ami alapján a szolgáltató ki tudja állítani a számlát. [2] 7.3 Műsorelosztó hálózatok A nagy műsorelosztó hálózatok háromszintesek: nemzeti, regionális és helyi csomópontokból állnak. A nemzeti kapcsolódási pontokon keresztül érik el egymást az országos csatornákat enkódoló, tömörítő szerverek és a VoD adatbankok. A regionális kapcsolódási pontokon keresztül veszik át az országos csatornák műsorait, illetve ott fűzik hozzá a helyi műsorokat, reklámokat. Továbbá leveszi az on Demand adatbankokról a terhet azáltal, hogy a népszerű tartalmakról helyben készít egy átmeneti másolatot, ezáltal nem kell minden nézőnek a központi adatbankhoz csatlakoznia. A helyi kapcsolódási pontokon keresztül érik el a szolgáltatók ügyfeleiket. Továbbítja a nemzeti és regionális hálózatok műsorait és további lokalizált tartalmakat tud hozzáfűzni. [2] A kapcsolódási pontok közti kapcsolatot menedzselhető routerekkel, switchekkel oldják meg. Feladatuk az adatok priorizálása, hogy időben, hibamentesen eljussanak a kiszolgálótól az ügyfelekig. Az előfizetői oldalon – DSL modem helyett jellemzően – Home Gateway-t használnak, ami egyben ötvözi a modem, router, acces point és gyakran még az ATA funkciókat is. Tehát használható, mint: »
DSL modem,
»
Útvonalválasztó, Internet megosztó,
»
WiFi elérési pont,
»
Analóg telefon ↔ VoIP átalakító.
44
8.
Beltériegységek (Set Top Box) Az első beltériegységek az 1970-es években jelentek meg az USA kábelpiacán. A
célból, hogy a prémium csatornákat csak azok érhessék el, akik valóban fizetnek érte. Ezek még analóg eszközök voltak, melyek rendszerint egyszerű zavarást, kódolást alkalmaztak. Később a kezdetleges kódolási formákat ügyes hobbisták feltörték és számos boltban lehetett úgynevezett ”kalóz dekódert” vásárolni. Manapság az analóg STB-ok szinte teljesen kikoptak, csak digitális társaikkal találkozhatunk, melyek sokkal több funkciót nyújtanak. Fő feladatuk, hogy a digitális adatfolyamot feldolgozzák és egy D/A átalakítás után továbbítsák a TV számára is dekódolható formában. A kábeles és műholdas STB-ok ezenkívül tuner funkciót is ellátnak. Azaz dekódolniuk kell a különböző frekvenciákon keresztül kapott adatfolyamot. Ezzel szemben az IPTV-s STB-nak már nem kell frekvenciát váltania, mert csak a ”kész” adatfolyamot kapja meg. Azonban be kell csatlakoznia egy multicast csoportba, ill. ha VoD tartalmat kívánunk elérni, akkor meg kell szerveznie az unicast továbbítás feltételeit. (pl. engedély kérése az előfizető kezelési rendszertől) A nagyobb beltériegység gyártó cégek, mint a Motorola, Scientific Atlanta (8.1. ábra), Philips, Sigma Designs, Thomson, Tatung vagy a Talegen felismerték az egyre növekvő igényt, s már szállítják az IPTV-s megoldásaikat. [2] Magyarországon a Scientific Atlanta biztosítja a T-Online számára az IPTV-s box-okat, de a jövőben más gyártók termékeinek megjelenése is várható. Tudni illik, hogy a szolgáltatóknak a minőség mellett az ár is fontos tényező.
8.1. ábra: Scientific Atlanta IPTV-s Set Top Box (T-Online)
45
8.1 Kiegészítő funkciók A modern beltériegységek további kiegészítő szolgáltatásokat nyújtanak. Nincs szükség tovább a papír-alapú műsorújságra, mert az EPG teljes mértékben kiváltja, sőt túlmutat azon. Nem csak a műsorok kezdési időpontjait és címeit tudhatjuk meg, hanem azt is, hogy éppen hol tart az adott műsor, vagy részleteket a műsorral kapcsolatban. (Stáblista, rövid tartalom, hossz, stb.) Sőt, akár egy mátrixban azt is nyomon követhetjük, hogy éppen mi megy a többi csatornán. (Lásd 5.1. ábra.) Számos STB-ban jelenik meg a PVR (Personal Video Recorder) funkció. Segítségével – a STB-ban található – merevlemezre műsorokat tudunk rögzíteni, melyek bármikor visszanézhetőek. Ezen felül alkalmasak időeltolásra (TimeShift), azaz megállíthatjuk az élő műsort és szabadon beletekerhetünk. Mivel a STB digitálisan rögzít, ezért a felvett anyag minősége megegyezik az élő adáséval. Jó tudni azt is, hogy PVR-os beltéri esetén nincs szükség drága DVD-íróra, HDD-rögzítőre, melyek csak bosszúságot okoznak plusz távirányítójukkal, továbbá kiküszöbölhető a felesleges D/A – A/D átalakítás, mely a minőség romlásával járhat. Ha a szolgáltató engedélyezi, akkor digitális kimeneten (USB, HDMI, stb.), vagy akár hálózaton keresztül (UTP, WiFi) minőségromlás nélkül más eszközre, számítógépre is átmásolhatjuk a rögzített műsorokat. [2] Általában csak elvi lehetőség, mert számos szolgáltató különböző módszerekkel megakadályozza a STB-ból történő (ki)másolást. Így a tömörítetlen jelfolyam nem nyerhető ki a STB-ból. Ebben az esetben marad a megszokott analóg interfészen (Scart, RCA, stb.) keresztüli másolás. Természetesen ez is csak azoknál a műsoroknál működik, ahol nincsen analóg másolásvédelmi eljárás. (Macrovision) Van azonban a tartalomszolgáltatók számára is elfogadható, biztonságos tárolási megoldás, amelynek elterjedése a közeljövőben várható. Multi-Room DVR-nek hívjuk. Egy otthoni számítógépes hálózatra kötött NAS-t (Network-Attached Storage) takar. Tehát egy STB-méretű dobozkát, belsejében winchesterekkel, melyet hálózaton keresztül az épületben található összes beltériegység el tud érni, és le tudja kérni a rajta tárolt műsorokat. Ez a módszer a tartalom készítői számára is acceptálható, mert garantálja a jogvédelmet, de még a szolgáltatónak is megéri, mert olcsóbb több PVR nélküli Set Top Box egy NAS-el, minthogy minden box-ot PVR-al lássanak el.
46
Az említett funkciókon túl, – ha a szoftver támogatja – lehetőség nyílik TV-n keresztüli webböngészésre, vagy VoIP-alapú videokonferenciára. (Erre az 5.4-es fejezetben már kitértem.) 8.2 Ki- és bemenetek Minden beltériegység képes a sztereó hang dekódolására, amit RCA, vagy Scart kimeneten keresztül juttat el a TV-nek, erősítőnek. Bár manapság szinte minden STB-on található valamilyen digitális hangkimenet (koaxiális, optikai), így az 5.1 csatornás hang dekódolásával is könnyen megbirkóznak. A videojelet a következő kimeneteken keresztül csatlakoztathatjuk a megjelenítő eszközre: »
Kompozit RCA-val,
»
S-Video-val,
»
Scarttal (kompozit és RGB),
»
Komponens RCA-val (YPbPr),
»
HDMI (HDCP másolásvédelmi technológiával).
Az utóbbi kettő nyújtja a legjobb képminőséget. A komponens összeköttetés lehetővé teszi a nagyfelbontású (720p, 1080i), progresszív megjelenítést. A HDMI már egy modernebb, digitális csatlakozási típus, mely a legjobb kép és hangminőséget eredményezi. Egyetlen kábelen keresztül képes HD felbontású képet és sokcsatornás hangot átvinni. Számos STB-on találhatunk különféle bővítési lehetőséget, úgymint USB-t és FireWire interfészt. Ezeken keresztül tudjuk a billentyűzetet, webkamerát, vagy kamkorderünket a készülékhez csatlakoztatni. 8.3 Microsoft IPTV platform (Mediaroom) A Microsoft az ezredforduló környékén felismerte, hogy komoly lehetőségek nyílnak, ha szoftverpalettájukkal a beépített eszközök felé nyitnak. Ennek eredményeképpen 2000 júniusában bemutatták a Microsoft TV Foundation Edition-t, majd az Advanced Solution digitális TV platformot. A rendszerek beágyazott Windows CE-re 47
épülnek, így számos kiegészítő szolgáltatást nyújthatnak, amire a régebbi, olcsóbb STBok nem voltak képesek. Ilyenek például a grafikus kezelői felület, VoD szolgáltatás, különböző információk, hírek lekérése, vagy a beépített játékok. A kábeles és műholdas operátorok részéről nagy érdeklődés mutatkozott a platform iránt. A redmondi cég az új platformmal a prémium kategóriás STB-ok piacát kívánta erősíteni, ezáltal növelve bevételeit. 2003 októberében jelent meg a legújabb platform, a Mediaroom, mely kifejezetten IPTV-re lett fejlesztve. A szoftver Windows CE-re, .NET-re és beágyazott Windows XP-re épül, ezáltal képessé vált a Windows Media 9 kódolású anyagok vételére. A WM9 kódolás az MPEG-2-nél háromszor, az MPEG-4-nél kétszer hatékonyabb. Az új platformmal továbbá rövidült a csatornaváltási idő, lehetőség nyílt kép a képben funkcióra (PiP) bármilyen TV készülékkel, képes az adások rögzítésére (PVR), de akár videotelefonálhatunk is vele. A szolgáltatók kéréseit sem hagyták figyelmen kívül, mert javítottak a VoD tartalmak jogkezelési rendszerén. (DRM) Az első Mediaroom-mal szerelt STB prototípusok 2003 év végére készültek el. A bemutatást követően több cég is jelezte érdeklődését a szoftveróriás felé. Európában, köztük hazánkban is a T-Online, az USA-ban pedig az AT&T (korábbi SBC) döntött a Mediaroom alapú STB-ok mellett. Számos beltériegység gyártó licenszelte már Mediaroom-ot, mint pl. a Motorola, Scientific Atlanta (Cisco Systems tulajdona), Philips, Sigma Designs vagy a Talegent. 8.4 HTPC (Home Teather PC) A jövőben nagy valószínűséggel a házi mozi és a STB funkciók egy PC-ben fognak egyesülni. Az ilyen célra épített számítógépeket hívjuk Barebone-oknak, vagy HTPCknek. Amint a 8.2.-es ábra mutatja, a kettő közti különbség a készülékházban keresendő. A Barebone gépek kisméretű, de PC-s házakból építkeznek, addig a HTPC-k különleges, a meglévő Hi-Fi egységek (erősítő, CD-lejátszó, stb.) méretével és színével harmonizáló külsővel rendelkeznek.
48
8.2. ábra: Barebone és HTPC házak
Korábban csak a lelkes amatőrök kiváltsága lehetett egy ilyen gép, mert egyedi alkatrészekből kellet összeállítani. Manapság már változni látszik a helyzet, mert a nagy PC szállítók és szórakoztatóelektronikai gyártók is felismerték a növekvő igényt. Legyen szó barebone-ról, vagy HTPC-ről, nyugodt szívvel kijelenthetjük, hogy nappalink dísze lehet! A külcsínen túl arról sem feledkezzünk meg, hogy egy teljes értékű PC-ről van szó, tehát bármit el lehet rajta végezni, amit egy átlagos asztali számítógéppel. A gépekbe szabványos, PCI felületű tunerkártyát illeszthetünk, így mindennemű adást nyomon tudunk követni, legyen szó földfelszíni, kábeles, műholdas televízió, vagy rádióadásról, analóg vagy digitális formátumról. A lehetőség megvan az IPTV vételére is, de sajnálatos módon a szolgáltatók – még – nem támogatják a saját eszközzel történő IPTV-zést. Azonban ha a gép fel tud csatlakozni az Internetre, akkor szinte bármilyen tartalmat el tud érni. A HTPC-t tekinthetjük a PVR egyik derivatívájának is. Lehetőség nyílik az adások merevlemezre, vagy DVD-lemezre történő rögzítésére, visszajátszására, sőt akár TimeShift funkcióra is alkalmas, ill. tárolt anyagainkat hálózaton keresztül bármikor, bárhonnan elérhetjük. A géppel kedvünkre szörfözhetünk az Interneten, mely ízlés szerint történhet a távirányítóval, vagy egy vezeték nélküli billentyűzet és egér párossal. Azonban nem csak böngészésre alkalmas, hanem elektronikus levelezésre, videokonferenciára, azonnali üzenetküldő szolgáltatások igénybevételére, képek megtekintésére, dokumentumok létrehozására és szerkesztésére, játékra, egyszóval bármire, amire egy asztali gép képes. A HTPC-k zöme a Microsoft szórakoztatásra ”kihegyezett” verzióit futtatják, úgymint a Windows XP Media Center Edition-t, Windows Vista Home Premium-ot, vagy Windows Vista Ultimate-et, de választhatunk akár nyílt forráskódú, ingyenes megoldások közül is. (pl. valamelyik Linux disztribúció)
49
9.
Az IPTV-t bemutató multimédia tervezése és kivitelezése A fejezetben sorra veszem, hogy egy multimédiás szoftver tervezésénél, kivitelezés-
nél milyen szempontokat kell szem előtt tartani, ill. ismertetem az elkészítés folyamatát. A multimédia a digitális információátadás egy módja. Legfőbb célja, hogy különböző témákban, gyorsan és lehetőleg élvezetesen bővíthessük vele tudásunkat. Éppen ezért többféle médiumot is felhasznál, úgymint: »
Írott anyagokat,
»
Képeket, ábrákat, grafikonokat,
»
Hangokat, zenéket, narrációkat,
»
Videókat, animációkat,
»
Egyéb interaktív lehetőségeket.
A multimédiák különböző rendeltetésűek lehetnek. Felhasználhatjuk oktatáshoz, ismeretterjesztéshez, de akár reklám céljából is. 9.1 Tematika és célcsoport meghatározása Mestermunkám egy ismeretterjesztő multimédia, melyben az IPTV-t kívánom a felhasználókkal megértetni. A program elején az anyag megértéséhez feltétlen szükséges, alapvető fogalmak jelentését tisztázom. Utána rávilágítok az IPTV rendszerekben rejlő lehetőségekre, különböző szolgáltatásaira. A szoftvert az infrastrukturális áttekintéssel folytatom, ill. vázolom, hogy a jövőben miként fejlődhet tovább a technológia. A multimédia többi részében megismerkedhetünk egy IPTV-s Set Top Box kezelésével, amit tulajdonképpen egy interaktív felhasználói kézikönyvnek is tekinthetünk, továbbá egy video formájában bemutatom a beltériegység főbb funkcióit. A programot főleg azoknak szánom, akik már az alapszintű informatikai fogalmakkal tisztában vannak (pl. VoIP, protokoll, stb.), és érdeklődnek az IPTV-ben rejlő lehetőségek, a rendszer felépítése és kezelése iránt. Ennek ellenére az első fejezetet az alapfogalmak átismétlésére, tisztázására szántam. Ezáltal próbálom biztosítani, hogy a té-
50
mában abszolút járatlan emberek is használható ismeretekhez juthassanak. További célom, hogy a vizualitás segítségével könnyebben megérthető legyen a téma. 9.2 A program struktúrájának meghatározása A multimédia struktúráját a kívánt célok, funkciók és a téma logikai felépítése szerint kell megválasztani. Négyféle változatát különbözetjük meg:
Lineáris
Hierarchikus
Rácsos
Asszociatív
Az IPTV rendszerek bemutatására hierarchikus struktúrát alkalmaztam, különválasztva az egyes fejezeteket innováció, felépítés és kezelés szerint. A fejezeteken belül alfejezetek találhatóak, melyeket további oldalakra bontottam. Ennél öszetettebb hierarchiát nem célszerű használni, mert a program átláthatatlanságához vezethet. A 9.1.-es ábrán nyomonkövethető mestermunkám hierarchikus felépítése. IPTV Alapfogalmak
IPTV rendszerek
IPTV infrastruktúra
A jövő HTPC
STB kezelés
ARPANET
DTV
Áttekintés
Előlap
Internet
Többlet szolg.
Hálózatok
Hátlap
IPTV / IP
VoD
Fejállomás
Távirányító
NetTV - IPTV
PVR
Szerverek
Bekapcsolás
MPEG
EPG / PiP
STB / HGW
Navigáció
Interaktívitás
Telepítés
Jeltovábbítás
Ethernet cs. HDMI cs. Kompozit cs. S-Video cs. Digit hang Antenna cs. Hibaelh.
9.1. ábra: Hierarchikus struktúra
51
A program strukturális tagolását jól megválasztott navigációval tudjuk elősegíteni. Így nyomon tudja követni a felhasználó, hogy éppen hol tart az anyagban. Emiatt minden oldalon feltüntettem az adott fejezet nevét és az oldalszámot. 9.3 Programon belüli navigáció A hierarchikus felépítéséhez a megfelelő navigáció is hozzátartozik, mellyel az egyes fejezetek, alfejezetek vagy oldalalak közt tudunk lépkedni. A navigáció megtervezésekor legfőbb szempont az intuitív kezelhetőség volt. Ezért a gombok viszonylag nagyok, egyszerűek, hogy funkciójuk ránézésre érthető legyen. A következőkben ezt kívánom illusztrálni. A főbb navigációs gombok a multimédia menüsorában találhatóak, úgymint: »
Az impresszum,
»
A keresés,
»
A tartalomjegyzékhez való ugrás,
»
A böngészőkből ismert vissza gomb,
»
A kilépés.
Az oldalak közt a következő gombokkal tudunk váltani: »
Következő oldal,
»
Előző oldal.
A gomboknak három különböző állapota lehet: »
Alap állapot,
»
Kijelölt állapot,
»
Lenyomott állapot,
52
Továbbá egyeseknek lehet inaktív állapotuk is, mint az utolsó oldalon lévő „Következő oldal” gombnak. A navigációt hiperhivatkozásokkal kívántam egyszerűbbé tenni, ami gyakorlatban annyit tesz, hogy ha az adott szó kék színű – mint a weboldalakon –, akkor rá tudunk kattintani. A kattintás eredményeképpen pedig a szó magyarázatához jutunk. Egyes szavakat ún. forró területtel (Hot spot) láttam el. Ez azt takarja, hogy ha az adott szó vörös színű és az egeret fölé visszük (a Hot spot-ba), akkor megjelenik a hozzá tartozó kép. A kép mindaddig ott marad, míg az egérmutató a Hot Spot-ban van. 9.4 Vizuális megjelenés A multimédia arculatát az adott tárgykörhöz és a célcsoporthoz kell igazítani. Tervezésnél mindig a kényelmes használatra kell törekedni. A következőkben ennek a megvalósítására térek ki. A színvilágot igyekeztem leegyszerűsíteni, hogy a túl sok szín ne vonja el a tartalomról a figyelmet. Két domináns szín uralja a hátteret, a kék és a szürkés-fehér. Korábbi multimédiás tanulmányaim során megtanultam, hogy világos háttéren, a sötét betűk – a nagy kontraszt miatt – jól olvashatóak, ezért a szövegeket feketére színeztem. Az írott anyagokhoz Arial betűtípust alkalmaztam, mely talp nélküli, így alkalmas multimédiás felhasználásra. A címeket 24-es betűmérettel, félkövér betűstílussal emeltem ki, a törzsszöveget pedig 18-as méretű, normál stílusúval. A 9.2.-es ábrával ezt kívánom bemutatni.
Címsor Ez a két sor demonstrálja, hogyan jelenik meg a törzsszöveg. 9.2. ábra: Cím és törzsszöveg megjelenése a multimédiában
Az alkalmazás felbontását 1024 × 768 képpontban (XGA) határoztam meg, mert ezt már minden modern számítógép és megjelenítő eszköz támogatja, továbbá lehetővé
53
teszi a kellő részletességet, s elegendő helyet biztosít a szövegek és grafikák elhelyezéséhez. A 9.3.-as ábra bemutatja a végleges arculati tervet.
9.3. ábra: A program megjelenése
9.5 Felhasznált forrásanyagok Az IPTV elméleti oldalát bemutató anyagok a szakdolgozatomból valók, annak sűrített változata. A STB kezelését bemutató rész a T-Online honlapjáról letölthető kezelési útmutatóból származik. Az ábrák, illusztrációk egy részét saját kezűleg rajzoltam Microsoft Visio ábra készítő program segítségével, többit pedig az Interneten található képekből állítottam öszsze. Ahol szükséges volt, ott az Adobe Photoshop képmanipulációs szoftver segítségével javítottam a minőségen, vagy átméreteztem azokat. A 9.4.-ábrán a Photoshop alkalmazása látható. A felhasznált mozgóképeket egy miniDV kamera segítségével rögzítettem. A felvételek editálását, vágását az Edius vágóprogram 4-es verziójával végeztem. A 9.5.-ös ábra segítségével beletekinthetünk a gyakorlati munkába.
54
9.4. ábra: Adobe Photoshop alkalmazása
9.5. ábra: Az Edius vágóprogram használat közben
55
9.6 A multimédia összeállítása Mivel a kész forrásanyagok rendelkezésre álltak, ezért a munkát a program készítésének végső fázisával, az összeállítással folytattam. Az alkalmazás kivitelezését a Macromedia Authorware 7-es verziójával készítettem, mely egy multimédia fejlesztésre szánt szoftver. A 9.6.-os ábrán az Authorware-ből látható pillanatkép.
9.6. ábra: Multimédia kivitelezése Authorware programmal
Az Authorware segítségével elhelyeztem a kívánt tartalmakat a képernyőoldalakon, a részek közt kialakítottam a megfelelő kapcsolatot, és elkészítettem a navigációt. A program elkészülte után a tesztelés következett, mely során igyekeztem felkutatni az előforduló hibákat, majd az összesítést követően kijavítottam azokat.
56
10.
Összefoglalás Dolgozatomban igyekeztem rávilágítani, hogy a technológiai konvergenciák milyen
hatással vannak a technikai nagyrendszerekre, továbbá bepillantást nyerhettünk, hogy az Internet és a digitális televíziózás összefonódásából hogyan jött létre az IPTV. Az IP technológia széleskörben való alkalmazása az egész ICT szektort képes megreformálni, ezért már most érdemes rá odafigyelni! Úgy vélem, hogy a jövőben az információ és kommunikáció-technikai infrastruktúra teljesen IP-alapúra cserélődhet. A folyamat kezdeti lépései már most is megfigyelhetőek, pl. számos telefonközpont között IP kapcsolatot használnak, azaz VoIP-ot. Ez a fajta átalakulás a televíziózást is érinteni fogja. Ugyan az IP televíziózás még nem forrott ki teljesen, s vannak kisebb gyermekbetegségei, de igyekeznek ezeket minél hamarabb orvosolni. A kezdeti nehézségek miatt egyelőre csak a vezetékes telefonszolgáltatók mertek IPTV rendszerek fejlesztésébe fektetni. Az IPTV bevezetését szorgalmazó erőfeszítések a kábeles cégek felöl jövő igen erős nyomásnak és az előfizetői vonalak folyamatos lemorzsolódásának is köszönhetők. Bár manapság még a legelterjedtebb digitális műsortovábbítási szabványt, a DVB-t használják, de várhatóan az IPTV le fogja váltani. Természetesen ugyanúgy megmarad a kábeles, földfelszíni és műholdas átvitel, csak nem DVB rendszerű jeleket, hanem szabványos IP csomagokat fognak sugározni. A váltás legnagyobb nyertesei a szolgáltatók lehetnek, mert az IP-alapú eszközök árai kedvezőbbek, ezáltal a rendszerek kiépítése olcsóbb lehet. Természetesen az előfizetők is profitálhatnak az átállásból, mert az IPTV-zés – már megismert – előnyeit ők is élvezhetik.
57
Irodalomjegyzék [1] Csiszár János: Digitális televízió jel, Gödöllő, I.k., 2007 [2] Gilbert Held: Understanding IPTV, New York, Auerbach Publications, 2007 [3] Unyi Gábor: Második generációs IPTV rendszerek, Budapest, Comfort-NETshare Kft., s.a. [4] http://hu.wikipedia.org/wiki/Internetprotokoll
(2008. márc. 25.)
[5] http://hu.wikipedia.org/wiki/TCP
(2008. márc. 25.)
[6] http://hu.wikipedia.org/wiki/TCP/IP
(2008. márc. 25.)
[7] http://hu.wikipedia.org/wiki/WiMAX
(2008. márc. 28.)
[8] http://www.dinero.hu/html/dn/dinero/internet_01.htm
(2008. márc. 27.)
[9] http://www.gaia.hu/mpeg.htm
(2008. márc. 24.)
[10] http://www.hik.hu/tankonyvtar/site/books/b10096/ch07s04s01.html (2008. márc. 25.)
58
