У мережах IP існує 3 основних способи передачі даних: Unicast, Broadcast, Multicast.

Unicast(Юнікаст) – процес відправлення пакета від одного хоста до іншого хоста.

Multicast(Мультикаст) – процес відправлення пакета від одного хоста до деякої обмеженої групи хостів.

Broadcast(Брідкаст) – процес відправлення пакета від одного хоста до всіх хостів у мережі.

Ці 3 типи передачі даних використовуються для різних цілей, давайте розглянемо докладніше.

Unicast

Тип передачі даних Unicast (індивідуальний) використовується для звичайної передачі від хоста до хоста. Спосіб Unicast працює в клієнт-серверних та пірингових (peer-to-peer, від рівного до рівного) мережах.

У unicast пакетах як IP адреса призначення використовується конкретна IP адреса пристрою, для якого цей пакет призначений. IP-адреса конкретного пристрою складається з порції адреси мережі (в якій знаходиться цей пристрій) та порції адреси хоста (порції, що визначає це конкретне стійко в його мережі). Це все призводить до можливості маршрутизації unicast пакетів по всій мережі.

Multicast і broadcast пакети, на відміну від unicast пакетів, мають власні спеціальні (зарезервовані) IP адреси для використання їх у заголовку пакетів як пункт призначення. Через це, broadcast пакети в основному обмежені межами локальної мережі. Multicast трафік також може бути обмежений межами локальної мережі, але з іншого боку також може маршрутизуватися між мережами.

У IP мережах unicast адреса є адресою, тобто адресою кінцевого пристрою (наприклад, комп'ютера). Для типу передачі unicast, адреси хостів призначаються двом кінцевим пристроям і використовуються (ці адреси) як IP адреса джерела і IP адреса одержувача.

Протягом процесу інкапсуляції передавальний хост розміщує свою IP-адресу в заголовок unicast пакета у вигляді адреси джерела, а ІП адреса приймаючого хоста розміщується в заголовку у вигляді адреси одержувача. Використовуючи ці дві IP-адреси, пакети unicast можуть передаватися через всю мережу (тобто через всі підмережі).

Multicast

Тип передачі multicast розроблявся для заощадження пропускну здатністьу IP мережах. Такий тип зменшує трафік, дозволяючи хостам надіслати один пакет вибраній групі хостів. Для досягнення кількох хостів призначення використовуючи передачу даних unicast, хосту джерелу було б необхідно відправити кожному хосту призначення той самий пакет. З типом передачі даних multicast, хост джерело може відправити лише один пакет, який може досягти тисячі хостів одержувачів.

Приклади multicast передачі:

• відео та аудіо розсилка
• обмін інформацією про маршрути, що використовується в протоколах, що маршрутизуються.
• поширення програмного забезпечення
• стрічки новин

Multicast клієнти

Хости, які бажають отримати певні multicast дані, називаються multicast клієнтами. Multicast клієнти використовують сервіси, ініційовані (початі) клієнтськими програмами для розсилки multicast даних груп.

Кожна multicast група є один multicast IP адреса призначення. Коли хост розсилає дані для multicast групи, хост поміщає multicast IP адресу в заголовок пакета (у розділі призначення).

Для multicast груп виділено спеціальний блок IP адрес, від 224.0.0.0 до 239.255.255.255.

Broadcast (Широкомовлення)

Через те, що тип передачі broadcast використовується для відправлення пакетів до всіх хостів в мережі, пакети використовують спеціальну broadcast IP адресу. Коли хост отримує пакет, в заголовку якого в якості адреси одержувача вказано broadcast адресу, він обробляє пакет так, ніби це unicast пакет.

Коли хосту необхідно передати якусь інформацію всім хостам в мережі, використовується спосіб передачі даних broadcast. Ще коли адреса спеціальних сервісів(служб) або пристроїв заздалегідь невідомий, для виявлення також використовується broadcast (широкомовлення).

Приклади, коли використовується broadcast передачі даних:

• створення карти приналежності адрес верхнього рівня до нижніх (наприклад, яка IP адреса на конкретному пристроїзі своєю MAC адресою)
• запит адреси (як приклад можна взяти протокол ARP)
• протоколи маршрутизації обмінюються інформацією про маршрути (RIP, EIGRP, OSPF)

Коли хосту потрібна інформація, він надсилає запит на широкомовну адресу. Всі інші хости в мережі отримають та опрацюють цей запит. Один або кілька хостів вкладуть запитувану інформацію та дадуть відповідь на запит. Як тип передачі даних, що відповідають на запит будуть використовувати unicast.

Подібним чином, коли хосту необхідно надіслати інформацію всім хостам у мережі, він створює широкомовний пакет з його інформацією та передає його до мережі.

На відміну від unicast передачі, де пакети можуть бути маршрутизовані через всю мережу, broadcast пакети, як правило, обмежуються локальною мережею. Це обмеження залежить від налаштування маршрутизатора, який обмежує мережу та стежить за типом широкомовлення (broadcast).

Існує два типи broadcast передачі даних: спрямоване широкомовлення та обмежене широкомовлення.

Спрямований broadcast (спрямоване широкомовлення)

Спрямований broadcast відправляється всім хостів якоїсь конкретної мережі. Цей тип широкомовлення зручно використовуватиме відправлення broadcast трафіку всім хостам поза локальної мережі.

Наприклад, хост хоче відправити пакет всім хостам у мережі 172.16.5.0/24, але сам хост знаходиться в іншій мережі. У даному випадкухост-відправник вкладе в заголовок пакета як адресу пункту призначення broadcast адресу 172.16.5.255. Хоча маршрутизатори повинні обмежувати (не передавати) спрямований широкомовний трафік, їх можна налаштувати на дозвіл передачі broadcast трафіку.

Обмежений broadcast (обмежене широкомовлення)

Обмежений broadcast використовується передачі даних всім хостам у локальної мережі. У такі пакети в якості пункту призначення вставляється IP-адреса 255.255.255.255. Маршрутизатори такий широкомовний трафік не передають. Пакети, передані обмеженим broadcast будуть поширюватися лише у локальній мережі. Тому локальні мережі IP також називають широкомовним доменом (broadcast domain). Маршрутизатори утворюють кордон для широкомовного домену. Без межі пакети поширювалися б по всій мережі, кожному хосту, зменшуючи швидкодію мережевих пристроїв і забиваючи пропускну здатність каналів зв'язку.

Наведу приклад обмеженого broadcast: хост знаходиться у мережі 172.16.5.0/24 і хоче передати пакет всім хостам у його мережі. Використовуючи як пункт призначення IP адресу 255.255.255.255, він відправляє широкомовний пакет. Цей пакет приймуть і опрацюють усі хости лише у цій локальній мережі (172.16.5.0/24).

Broadcast (Широкомовлення)

Через те, що тип передачі broadcast використовується для відправлення пакетів до всіх хостів в мережі, пакети використовують спеціальну broadcast IP адресу. Коли хост отримує пакет, в заголовку якого в якості адреси одержувача вказано broadcast адресу, він обробляє пакет так, ніби це unicast пакет.

Коли хосту необхідно передати якусь інформацію всім хостам в мережі, використовується спосіб передачі даних broadcast. Ще коли адреса спеціальних сервісів (служб) або пристроїв заздалегідь невідома, для виявлення також використовується broadcast (широкомовлення).

Приклади, коли використовується broadcast передачі даних:

• · створення карти приналежності адрес верхнього рівня до нижніх (наприклад, яка IP адреса на конкретному пристрої зі своєю MAC адресою)
• · Запит адреси (як приклад можна взяти протокол ARP)
• · Протоколи маршрутизації обмінюються інформацією про маршрути (RIP, EIGRP, OSPF)

Коли хосту потрібна інформація, він надсилає запит на широкомовну адресу. Всі інші хости в мережі отримають та опрацюють цей запит. Один або кілька хостів вкладуть запитувану інформацію та дадуть відповідь на запит. Як тип передачі даних, що відповідають на запит будуть використовувати unicast.

Подібним чином, коли хосту необхідно надіслати інформацію всім хостам у мережі, він створює широкомовний пакет з його інформацією та передає його до мережі.

На відміну від unicast передачі, де пакети можуть бути маршрутизовані через всю мережу, broadcast пакети, як правило, обмежуються локальною мережею. Це обмеження залежить від налаштування маршрутизатора, який обмежує мережу та стежить за типом широкомовлення (broadcast).

Існує два типи broadcast передачі даних: спрямоване широкомовлення та обмежене широкомовлення.

Спрямований broadcast (спрямоване широкомовлення).

Спрямований broadcast відправляється всім хостів якоїсь конкретної мережі. Цей тип широкомовлення зручно використовуватиме відправлення broadcast трафіку всім хостам поза локальної мережі.

Наприклад, хост хоче відправити пакет всім хостам у мережі 172.16.5.0/24, але сам хост знаходиться в іншій мережі. У цьому випадку хост-відправник вкладе в заголовок пакета як адресу пункту призначення broadcast адресу 172.16.5.255. Хоча маршрутизатори повинні обмежувати (не передавати) спрямований широкомовний трафік, їх можна налаштувати на дозвіл передачі broadcast трафіку.

Обмежений broadcast (обмежене широкомовлення).

Обмежений broadcast використовується передачі даних всім хостам у локальної мережі. У такі пакети в якості пункту призначення вставляється IP-адреса 255.255.255.255. Маршрутизатори такий широкомовний трафік не передають. Пакети, передані обмеженим broadcast будуть поширюватися лише у локальній мережі. Тому локальні мережі IP також називають широкомовним доменом (broadcast domain). Маршрутизатори утворюють кордон для широкомовного домену. Без межі пакети поширювалися б по всій мережі, кожному хосту, зменшуючи швидкодію мережевих пристроїв і забиваючи пропускну здатність каналів зв'язку.

Наведу приклад обмеженого broadcast: хост знаходиться у мережі 172.16.5.0/24 і хоче передати пакет всім хостам у його мережі. Використовуючи як пункт призначення IP адресу 255.255.255.255, він відправляє широкомовний пакет. Цей пакет приймуть і опрацюють усі хости лише у цій локальній мережі (172.16.5.0/24).

Існує три основні методи передачі трафіку в IP-мережах, це - Unicast, Broadcast та Multicast.

Розуміння різниці між цими методами є дуже важливим для розуміння переваг IP-телебачення та для практичної організації трансляції відео в IP-мережі.

Кожен із цих трьох методів передачі використовує різні типипризначення IP-адрес відповідно до їхніх завдань і є велика різниця в ступені їх впливу на обсяг споживаного трафіку.

Unicast трафік (одноцільова передача пакетів) використовується насамперед для сервісів персонального характеру. Кожен абонент може запросити персональний відео-контент у довільний, зручний для нього час.

Unicast трафік надсилається з одного джерела до однієї IP-адреси призначення. Ця адреса належить в мережі лише одному єдиному комп'ютеру або абонентському STB, як показано на малюнку нижче.

Число абонентів, які можуть отримувати unicast трафік одночасно, обмежено доступною в магістральній мережі шириною потоку (швидкістю потоку). Для випадку Gigabit Ethernet мережі, теоретична максимальна ширина потоку даних може наближатися до 1 Гб/сек за вирахуванням смуги, необхідної для передачі службової інформації та технологічних запасів обладнання. Припустимо, що у магістральній частині мережі ми можемо наприклад виділити трохи більше половини лінії для сервісів, яким потрібно unicast трафік. Легко підрахувати для випадку 5Мб/сек на телевізійний канал MPEG2, що число абонентів, що одночасно отримують unicast трафік, не може перевищувати 100.

Broadcast трафік (широкомовна передача пакетів) використовує спеціальну IP-адресу, щоб надсилати один і той же потік даних до всіх абонентів даної IP-мережі. Наприклад, така IP-адреса може закінчуватися на 255, наприклад 192.0.2.255, або мати 255 у всіх чотирьох полях (255.255.255.255).

Важливо знати, що broadcast трафік приймається всіма увімкненими комп'ютерами (або STB) у мережі незалежно від бажання користувача. Тому цей вид передачі використовується в основному для службової інформації мережевого рівня або для передачі іншої виключно вузькосмугової інформації. Зрозуміло, для передачі відео-даних broadcast трафік не використовується. Приклад передачі broadcast трафіку показаний на малюнку нижче.

Multicast трафік (групова передача пакетів) використовується для передачі потокового відео, коли необхідно доставити відео-контент необмежену кількість абонентів, не перевантажуючи мережу. Це тип передачі даних, що найчастіше використовується в IPTV мережах, коли одну і ту ж програму дивляться велика кількість абонентів.

Multicast трафік використовує спеціальний клас IP-адрес призначення, наприклад адреси в діапазоні 224.0.0.0 ….. 239.255.255.255. Це можуть бути IP-адреси класу D.

На відміну від unicast трафіку, адреси multicast не можуть бути призначені індивідуальним комп'ютерам (або STB). Коли дані надсилаються по одному з multicast IP-адрес, потенційний приймач даних може прийняти рішення приймати або не приймати їх, тобто абонент дивитися цей канал чи ні. Такий спосіб передачі означає, що головне обладнання IPTV оператора буде передавати один єдиний потік даних за багатьма адресами призначення. На відміну від випадку broadcast передачі, за абонентом залишається вибір - приймати дані чи ні.

Важливо знати, що для реалізації multicast передачі в IP-мережі мають бути маршрутизатори, які підтримують multicast. Маршрутизатори використовують протокол IGMP для відстеження поточного стану груп розсилки (зокрема, членство у тій чи іншій групі тієї чи іншої кінцевого вузла мережі).

Основні правила роботи протоколу IGMP:

• - кінцевий вузол мережі надсилає пакет IGMP типу report для забезпечення запуску процесу підключення до групи розсилки;
• - вузол не посилає жодних додаткових пакетівпри відключенні від групи розсилки;
• - маршрутизатор m ulticast через певні часові інтервали посилає до мережі запити IGMP. Ці запити дозволяють визначити стан груп розсилки;
• - вузол посилає пакет IGMP у відповідь для кожної групи розсилки до тих пір, поки є хоча б один клієнт цієї групи.

трафік мережевий серверний широкомовний

Завантаження магістральної частини мережі multicast трафіком залежить тільки від кількості каналів, що транслюються в мережі. У ситуації з Gigabit Ethernet мережею, припустивши, що половину магістрального трафіку ми можемо виділити під передачу multicast, ми отримуємо близько 100 телевізійних MPEG-2 каналів, кожен має швидкість потоку даних 5 Мб/сек.

Зрозуміло, в IPTV мережі присутні одночасно всі три види трафіку broadcast, multicast і unicast. Оператор, плануючи оптимальну величину пропускної спроможності мережі, має враховувати різний механізм впливу різних технологій IP-адресації на обсяг трафіку. Наприклад, оператор повинен ясно уявляти, що надання послуги «відео на замовлення» великому числу абонентів вимагає дуже високої пропускної спроможності магістральної мережі. Одним із рішень цієї проблеми є децентралізація у мережі відео-серверів. У цьому випадку центральний відеосервер замінюється на кілька локальних серверів, рознесених між собою та наближених до периферійних сегментів багаторівневої ієрархічної архітектури IP-мережі.

Типи передачі

У мережах IP існує 3 основних способи передачі даних: Unicast, Broadcast, Multicast.

Unicast(Юнікаст) – процес відправлення пакета від одного хоста до іншого хоста.

Multicast(Мультикаст) – процес відправлення пакета від одного хоста до деякої обмеженої групи хостів.

Broadcast(Брідкаст) – процес відправлення пакета від одного хоста до всіх хостів у мережі.

Ці 3 типи передачі даних використовуються для різних цілей, давайте розглянемо докладніше.

Unicast

Тип передачі даних Unicast (індивідуальний) використовується для звичайної передачі від хоста до хоста. Спосіб Unicast працює в клієнт-серверних та пірингових (peer-to-peer, від рівного до рівного) мережах.

У unicast пакетах як IP адреса призначення використовується конкретна IP адреса пристрою, для якого цей пакет призначений. IP-адреса конкретного пристрою складається з порції адреси мережі (в якій знаходиться цей пристрій) та порції адреси хоста (порції, що визначає це конкретне стійко в його мережі). Це все призводить до можливості маршрутизації unicast пакетів по всій мережі.

Multicast і broadcast пакети, на відміну від unicast пакетів, мають власні спеціальні (зарезервовані) IP адреси для використання їх у заголовку пакетів як пункт призначення. Через це broadcast пакети в основному обмежені межами локальної мережі. Multicast трафік також може бути обмежений межами локальної мережі, але з іншого боку також може маршрутизуватися між мережами.

У IP мережах unicast адреса є адресою, тобто адресою кінцевого пристрою (наприклад, комп'ютера). Для типу передачі unicast, адреси хостів призначаються двом кінцевим пристроям і використовуються (ці адреси) як IP адреса джерела і IP адреса одержувача.

Протягом процесу інкапсуляції передавальний хост розміщує свою IP-адресу в заголовок unicast пакета у вигляді адреси джерела, а ІП адреса приймаючого хоста розміщується в заголовку у вигляді адреси одержувача. Використовуючи ці дві IP-адреси, пакети unicast можуть передаватися через всю мережу (тобто через всі підмережі).

Multicast

Тип передачі multicast розроблявся для збереження пропускної спроможності IP мережах. Такий тип зменшує трафік, дозволяючи хостам надіслати один пакет вибраній групі хостів. Для досягнення кількох хостів призначення використовуючи передачу даних unicast, хосту джерелу було б необхідно відправити кожному хосту призначення той самий пакет. З типом передачі даних multicast, хост джерело може відправити лише один пакет, який може досягти тисячі хостів одержувачів.

Приклади multicast передачі:

• відео та аудіо розсилка
• обмін інформацією про маршрути, що використовується в протоколах, що маршрутизуються.
• поширення програмного забезпечення
• стрічки новин

Multicast клієнти

Хости, які бажають отримати певні multicast дані, називаються multicast клієнтами. Multicast клієнти використовують сервіси, ініційовані (початі) клієнтськими програмами для розсилки multicast даних груп.

Кожна multicast група є один multicast IP адреса призначення. Коли хост розсилає дані для multicast групи, хост поміщає multicast IP адресу в заголовок пакета (у розділі призначення).

Для multicast груп виділено спеціальний блок IP адрес, від 224.0.0.0 до 239.255.255.255.

Broadcast (Широкомовлення)

Через те, що тип передачі broadcast використовується для відправлення пакетів до всіх хостів в мережі, пакети використовують спеціальну broadcast IP адресу. Коли хост отримує пакет, в заголовку якого в якості адреси одержувача вказано broadcast адресу, він обробляє пакет так, ніби це unicast пакет.

Коли хосту необхідно передати якусь інформацію всім хостам в мережі, використовується спосіб передачі даних broadcast. Ще коли адреса спеціальних сервісів (служб) або пристроїв заздалегідь невідома, для виявлення також використовується broadcast (широкомовлення).

Приклади, коли використовується broadcast передачі даних:

• створення карти приналежності адрес верхнього рівня до нижніх (наприклад, яка IP адреса на конкретному пристрої зі своєю MAC адресою)
• запит адреси (як приклад можна взяти протокол ARP)
• протоколи маршрутизації обмінюються інформацією про маршрути (RIP, EIGRP, OSPF)

Коли хосту потрібна інформація, він надсилає запит на широкомовну адресу. Всі інші хости в мережі отримають та опрацюють цей запит. Один або кілька хостів вкладуть запитувану інформацію та дадуть відповідь на запит. Як тип передачі даних, що відповідають на запит будуть використовувати unicast.

Подібним чином, коли хосту необхідно надіслати інформацію всім хостам у мережі, він створює широкомовний пакет з його інформацією та передає його до мережі.

На відміну від unicast передачі, де пакети можуть бути маршрутизовані через всю мережу, broadcast пакети, як правило, обмежуються локальною мережею. Це обмеження залежить від налаштування маршрутизатора, який обмежує мережу та стежить за типом широкомовлення (broadcast).

Існує два типи broadcast передачі даних: спрямоване широкомовлення та обмежене широкомовлення.

Спрямований broadcast (спрямоване широкомовлення)

Спрямований broadcast відправляється всім хостів якоїсь конкретної мережі. Цей тип широкомовлення зручно використовуватиме відправлення broadcast трафіку всім хостам поза локальної мережі.

Наприклад, хост хоче відправити пакет всім хостам у мережі 172.16.5.0/24, але сам хост знаходиться в іншій мережі. У цьому випадку хост-відправник вкладе в заголовок пакета як адресу пункту призначення broadcast адресу 172.16.5.255. Хоча маршрутизатори повинні обмежувати (не передавати) спрямований широкомовний трафік, їх можна налаштувати на дозвіл передачі broadcast трафіку.

Обмежений broadcast (обмежене широкомовлення)

Обмежений broadcast використовується передачі даних всім хостам у локальної мережі. У такі пакети в якості пункту призначення вставляється IP-адреса 255.255.255.255. Маршрутизатори такий широкомовний трафік не передають. Пакети, передані обмеженим broadcast будуть поширюватися лише у локальній мережі. Тому локальні мережі IP також називають широкомовним доменом (broadcast domain). Маршрутизатори утворюють кордон для широкомовного домену. Без межі пакети поширювалися б по всій мережі, кожному хосту, зменшуючи швидкодію мережевих пристроїв і забиваючи пропускну здатність каналів зв'язку.

Наведу приклад обмеженого broadcast: хост знаходиться у мережі 172.16.5.0/24 і хоче передати пакет всім хостам у його мережі. Використовуючи як пункт призначення IP адресу 255.255.255.255, він відправляє широкомовний пакет. Цей пакет приймуть і опрацюють усі хости лише у цій локальній мережі (172.16.5.0/24).

Народ! Що таке брідкаст і щось подкаст? і отримав найкращу відповідь

Відповідь від Євген Усенко[гуру]





Термін



[ред.] Процес



[ред.]

Відповідь від 2 відповіді[гуру]

Вітання! Ось добірка тем із відповідями на Ваше запитання: Народ! Що таке брідкаст і щось подкаст?

Відповідь від Задаю Питання[Новичок]
Підкастинг (англ. podcasting, від iPod і англ. broadcasting - повсюдне, широкоформатне мовлення) - процес створення та розповсюдження звукових або відео-передач (тобто подкастів) в Всесвітньої мережі(зазвичай у форматі MP3 або Ogg/Vorbis для звукових та Flash Video та інших для відео-передач). Як правило, подкасти мають певну тематику та періодичність видання (проте бувають і винятки).
Цільова аудиторія підкастингу - користувачі персональних або портативних комп'ютерів, а також власники портативних плеєрів. Для зручного прослуховування подкастів створено безліч програмних продуктів, таких як iTunes або AmaroK, стежать за оновленням подкаст-стрічок та їх автоматичним завантаженням.
Підкаст-термінал - це вебсайт, що підтримує хостинг медіа-файлів і певною мірою автоматизує розміщення записів та передплату оновлення.
Підкастом називається окремий файл, або регулярно оновлювана серія таких файлів, що публікуються за однією адресою в Інтернеті.
Підкастер - людина, яка займається подкастінгом на аматорській або професійній основі.
Термін
Явлення підкастингу відповідає поняття аудіоблогу з тим лише застереженням, що під блогом зазвичай розуміється послідовність записів у вигляді звичайних веб-сторінок (у форматі HTML), а подкаст завжди забезпечує автоматичну перевірку оновлень за допомогою формату RSS. Пропонувалися інші терміни:
webcasting - не набув широкого поширення
rsscasting - складний у вимові
Виробники mp3-плеєрів, що конкурують з виробником iPod компанією Apple, намагаються вводити власні імена для підкастингу. Наприклад, фірма Creative, яка виробляє плеєри під маркою Zen, пропонувала термін Zencasting.
Процес
Процес створення та публікації подкасту відбувається в кілька етапів:
Пошук ідеї подкасту, визначення його тематики. Перед записом періодичних подкастів, зазвичай, складається його план (шоуноти) , що полегшує процес розповіді під час запису.
Підготовка обладнання. Як правило, для запису використовують цифровий або аналоговий мікрофон. Для підвищення якості запису звуковий сигнал обробляють за допомогою цифрового або аналогового мікшера, використовують різні фільтри і т.д.
Запис подкасту. Захоплення звукового сигналувиробляється або програмними, або апаратними засобами. При використанні програмних засобів(тобто аудіоредакторів), сигнал кожної людини записується на окрему звукову доріжку. Зв'язок між віддаленими співрозмовниками здійснюється через інтернет-телефонію.
Монтаж. При монтажі подкасту синхронізується порядок проходження та накладання звукових доріжок, видаляються шуми та перешкоди, накладаються різне музичне оформлення. У подкастах, як музичне оформлення, використовують podsafe-музику.
Публікація подкасту. Готовий подкаст, з бітрейтом від 64 до 128 Кбіт/с, як правило, публікується на різних подкаст-терміналах, блогах та сайтах, присвячених даному подкасту.

IPTV. IP телебачення.

Що таке IPTV?. IP-телебаченнямприйнято називати цифрову технологіюбагатопрограмного інтерактивного телевізійного мовлення в IP-мережі за допомогою пакетної передачі відео даних по IP-протоколу (Video over IP). На практиці це виглядає так – головне IPTV обладнання передає, а абонентське обладнання приймає потокове відео (streaming video). Цей термін означає технології стиснення, скорочення та буферизації відео-даних, які дозволяють передавати відео в реальному часі через Інтернет. Головна особливістьпотокового відео полягає в тому, що при його передачі користувач не повинен чекати на повне завантаження файлу для того, щоб його переглянути. Потокове відео пересилається безперервним потоком у вигляді послідовності IP-пакетів і програється у міру того, як передається на абонентський пристрій.

Для перегляду потокового відео використовується спеціальна приставка до телевізора або сучасної термінології Set top Box (STB), який з одного боку підключений до мережі оператора (середовище мовлення), а з іншого - має з'єднання з телевізором. Абонентський пристрій STB декодує відео та виводить розшифроване відео на екран телевізора.

Абонент IPTV отримує від оператора пакет послуг, найважливішою відмінністю яких від послуг, що надаються класичним. кабельним телебаченням, є інтерактивність, тобто можливість для абонента оперативно вибирати та змінювати склад послуг, на які він підписаний, та у будь-який момент замовити додаткову послугу, наприклад, додатковий платний перегляд фільму. Звичайно, інтерактивність може бути реалізована і на базі кабельної DVB-C мережі зі зворотним каналом, але такі рішення не поширені скільки-небудь широко. Розглянемо докладніше склад можливих послуг, які можуть надати IP-телебачення.

Базовою послугоюНасамперед, є багатопрограмна трансляція телевізійних каналів, або власне IP-телебачення. Тут можуть бути реалізовані два варіанти перегляду телепрограм: перший оператором формується кілька пакетів телеканалів, з яких глядачі можуть вибирати бажаний набір, причому кожен пакет має свою абонентську плату; другий - глядачі формують індивідуальні пакети з каналів, що транслюються оператором; абонентська плата визначається вартістю обраних каналів, які входять до індивідуального пакета. Інтерактивність IP-телебачення дозволяє запропонувати абоненту низку додаткових послуг.

Послуги IPTV.

Послуга «Майже відео на замовлення»або, що набагато краще звучить з маркетингової точки зору, «Віртуальний кінотеатр»(Near Video on Demand) - це трансляція фільмів з відеосервера оператора з жорстко певним розкладомсеанси, коли абонент купує зручний йому за часом сеанс для перегляду фільму. Незручність для абонента полягає в тому, що він не може розпочати перегляд фільму в будь-який момент часу. Перевагою для оператора є використання звичайної технології IP-multicast, яка дуже заощаджує обсяг трафіку в магістральній мережі оператора. Докладніше про технологію IP-multicastбуде розказано далі. Для зниження обсягів трафіку оператор надає можливість перегляду невеликої кількості фільмів, зазвичай кількість фільмів у «віртуальному кінотеатрі» не перевищує двох-трьох десятків, як правило, це нові фільми, які нещодавно вийшли в прокат.

Послуга «Відео на замовлення»(Video on Demand) – фільм із відеосервера оператора персонально транслюється абоненту у будь-який довільно обраний абонентом момент часу. На відміну від послуги «Віртуальний кінотеатр»кількість фільмів тут набагато більша і може досягати іноді кілька тисяч. З'являється ряд дуже зручних функцій користувача віртуального відеоплеєра - перемотування назад, вперед, пауза. В даному випадку обсяг трафіку тут залежить не від кількості фільмів, а від кількості користувачів цієї послуги, оскільки використовується «персональна» трансляція відеоданих абоненту за технологією IP-адресації. unicast».Детальніше про адресацію unicastтакож буде розказано далі.

Послуга "Персональний відеомагнітофон"(Personal Video Recorder) - на відеосервері оператора абоненту виділяється певний обсяг пам'яті та надається інтерфейс з аналогічними відеомагнітофону функціями для цифрового запису та відтворення телепередач. Абонент може за власним бажанням записувати, прати, відтворювати, перемотувати свої особисті записи. Тут також використовується технологія IP-unicast.

Послуга «Платний перегляд»(Pay per View) – купівля та перегляд абонентом окремо вибраних програм (наприклад, фінал чемпіонату світу з футболу). Трансляція ведеться в режимі реального часу та використовується технологія IP-multicast.

Послуга «Телебачення зі зрушенням за часом»(Time Shifted TV) – абонент купує послугу перегляду заздалегідь записаних на відеосервері програм. Послуга та сервісні функції, що реалізуються в ній, близькі до «відео на замовлення». Також використовується технологія IP-unicast.

Послуги «Сервіси на замовлення»(Services on Demand, SoD) – це замовлення товарів та послуг додому, різна Довідкова інформація, Розклад транспорту, готельний сервіс тощо. Ці послуги близькі до аналогічних сервісів в Інтернеті.

Типова схема мережі IPTV.

На наведеній вище схемі бачимо компоненти IP-TV мережі.

1. Компоненти головної апаратної IP-TV системи, у тому числі:

Головна станція;
- Система умовного доступу;
- відео-сервери;
- сервери білінгової системи;
- Сервери системи менеджменту;
- сервери проміжного програмного забезпечення (middleware);

2. Компоненти опорної (магістральної) транспортної мережі, у тому числі:

Власне опорна (backbone) оптична мережа з урахуванням IP-технології чи технології ATM;

Високопродуктивні комутатори (маршрутизатори) із оптичними інтерфесами;

3. Транспортний рівень доступу, що складається, наприклад для випадку xDSL мережі, з встановлюваного в приміщенні АТС головного DSL пристрою DSLAM (DSL access multiplexor) та мідної пари (телефонної лінії), безпосередньо заведеної до будинку до абонента.

Основні протоколи IPTV.

Для передачі потокового відео використовуються ряд мережевих протоколів, з яких найважливішими є протокол RTSPта протокол IGMP.

RTSP(Real-Time Streaming Protocol) – це протокол, з можливістю контрольованої передачі відео-потоку в інтернеті. Протокол забезпечує пересилання інформації у вигляді пакетів між сервером та клієнтом. При цьому одержувач може одночасно відтворювати перший пакет даних, декодувати другий та отримувати третій.

Протокол із цієї ж групи RTP(Real-time transport protocol) визначає та компенсує втрачені пакети, забезпечує безпеку передачі контенту та розпізнавання інформації. Разом із RTP працює протокол RTCP(Real-Time Control Protocol). Він відповідає за перевірку ідентичності відправлених та отриманих пакетів, ідентифікує відправника та контролює завантаженість мережі.

Для приєднання до мережі або виходу з групи розсилки використовується стандартний протокол IGMP(Internet Group Membership Protocol).

Сформований IPTV головною станцією потік телевізійних каналів є потік IP-пакетів, що передаються в мережі за окремою груповою IP-адресою, що відповідає даному телеканалу. Таким чином, мовлення кількох каналів являє собою формування кількох потоків multicast-трафіку, коли кожен із каналів однозначно визначається унікальною адресою групової розсилки.

При використанні MPEG-2 як найбільш поширеного формату цифрового стиснення відео, кожен телевізійний канал займає в IP-мережі від 3,5 до 6 Мбіт/с. Мережа оператора завантажується телевізійним каналом тільки в тому випадку, якщо є передплатник на цей канал, який вибрав його для перегляду, тобто, запитав його перегляд в даний момент. Передача обраного абонентом IP-мережі телевізійного каналу реалізується з урахуванням технології IP - multicast чи випадку перегляду відео на замовлення з урахуванням IP – unicast.

Для забезпечення мінімальних затримок та гарантованої швидкості передачі відео в IP-мережі використовується підтримка Quality of Service(QoS), для чого може використовуватися, наприклад, відомий протокол RSVP(Resource Reservation Protocol), який забезпечує резервування необхідної ширини смуги каналу. Використовується надання маршрутизаторам мережі загальних характеристиктрафіку (наприклад, швидкість передачі, варіабельність). Маршрутизатори зводять потім докупи запити на виділення ресурсів на загальних ділянках маршрутів руху відеотрафіку. Протокол активно використовується маршрутизаторами фірми Cisco.

Передача Unicast, Broadcast та Multicast трафіку.

Існує три основні методи передачі трафіку в IP-мережах, це - Unicast, Broadcastі Multicast.

Розуміння різниці між цими методами є дуже важливим для розуміння переваг IP-телебачення та для практичної організації трансляції відео в IP-мережі.

Кожен з цих трьох методів передачі використовує різні типи призначення IP-адрес відповідно до їх завдань і є велика різниця в ступені їх впливу на обсяг трафіку, що споживається.

Unicastтрафік (одноцільова передача пакетів) використовується насамперед сервісів «персонального» характеру. Кожен абонент може запросити персональний відео-контент у довільний, зручний для нього час.

Unicast трафік надсилається з одного джерела до однієї IP-адреси призначення. Ця адреса належить в мережі лише одному єдиному комп'ютеру або абонентському STB, як показано на малюнку нижче.

Число абонентів, які можуть отримувати unicastтрафік одночасно обмежено доступною в магістральній частині мережі шириною потоку (швидкістю потоку). Для випадку Gigabit Ethernet мережі, теоретична максимальна ширина потоку даних може наближатися до 1 Гб/сек за вирахуванням смуги, необхідної для передачі службової інформації та технологічних запасів обладнання. Припустимо, що в магістральній частині мережі ми можемо наприклад виділити не більше половини смуги для сервісів, яким потрібно unicastтрафік. Легко підрахувати для випадку 5Мб/сек на телевізійний канал MPEG2, що кількість одночасно одержують unicastтрафік абонентів не може перевищувати 100 осіб.

Broadcastтрафік (широкомовна передача пакетів) використовує спеціальну IP-адресу, щоб надсилати той самий потік даних всім абонентам даної IP-сети. Наприклад, така IP-адреса може закінчуватися на 255, наприклад 192.0.2.255, або мати 255 у всіх чотирьох полях (255.255.255.255).

Важливо знати, що broadcast трафіку приймається всіма включеними комп'ютерами (або STB) в мережі незалежно від бажання користувача. Тому цей вид передачі використовується в основному для службової інформації мережевого рівня або для передачі іншої виключно вузькосмугової інформації. Зрозуміло, для передачі відео-даних broadcast трафік не використовується. Приклад передачі broadcast трафіку показаний на малюнку нижче.

Multicastтрафік (групова передача пакетів) використовується передачі потокового відео, коли необхідно доставити відео-контент необмеженому числу абонентів, не перевантажуючи мережу. Це тип передачі даних, що найчастіше використовується в IPTV мережах, коли одну і ту ж програму дивляться велика кількість абонентів.

Multicastтрафік використовує спеціальний клас IP-адрес призначення, наприклад адреси в діапазоні 224.0.0.0 ….. 239.255.255.255. Це можуть бути IP-адреси класу D.

На відміну від unicast трафіку, адреси multicast не можуть бути призначені індивідуальним комп'ютерам (або STB). Коли дані надсилаються по одному з multicast IP-адрес, потенційний приймач даних може прийняти рішення приймати або не приймати їх, тобто абонент дивитися цей канал чи ні. Такий спосіб передачі означає, що головне обладнання IPTV оператора буде передавати один єдиний потік даних за багатьма адресами призначення. На відміну від випадку broadcast передачі, за абонентом залишається вибір - приймати дані чи ні.

Важливо знати, що для реалізації multicast передачі в IP-мережі мають бути маршрутизатори, які підтримують multicast. Маршрутизатори використовують протокол IGMP для відстеження поточного стану груп розсилки (зокрема, членство у тій чи іншій групі тієї чи іншої кінцевого вузла мережі).

Основні правила роботи протоколу IGMP:

Кінцевий вузол мережі надсилає пакет IGMP типу report для забезпечення запуску процесу підключення до групи розсилки;

Вузол не надсилає ніяких додаткових пакетів при відключенні від групи розсилки;

Маршрутизатор m ulticast через певні часові інтервали посилає мережу запити IGMP. Ці запити дозволяють визначити стан груп розсилки;

Вузол посилає пакет IGMP у відповідь для кожної групи розсилки до тих пір, поки є хоча б один клієнт цієї групи.

Завантаження магістральної частини мережі multicast трафіком залежить тільки від кількості каналів, що транслюються в мережі. У ситуації з Gigabit Ethernet мережею, припустивши, що половину магістрального трафіку ми можемо виділити під передачу multicast, ми отримуємо близько 100 телевізійних MPEG-2 каналів, кожен має швидкість потоку даних 5 Мб/сек.

Зрозуміло, в IPTV мережі присутні одночасно всі три види трафіку broadcast, multicast і unicast. Оператор, плануючи оптимальну величину пропускну здатність мережі, повинен враховувати різний механізм впливу різних технологій IP-адресації обсяг трафіку. Наприклад, оператор повинен ясно уявляти, що надання послуги «відео на замовлення» великому числу абонентів вимагає дуже високої пропускної спроможності магістральної мережі. Одним із рішень цієї проблеми є децентралізація у мережі відео-серверів. У цьому випадку центральний відеосервер замінюється на кілька локальних серверів, рознесених між собою і наближених до периферійних сегментів багаторівневої ієрархічної архітектури IP-мережі.