O documento discute o IPTV (Internet Protocol Television), incluindo sua arquitetura, serviços, codificação de vídeo, transporte e desafios. O IPTV permite que os usuários escolham o conteúdo de TV e oferece outros serviços multimídia sobre redes IP.
1. Redes e Serviços de Comunicação
Multimédia
IPTV
Trabalho Realizado por:
Tiago Estevão nº28428
Filipe Silva nº27168
Ricardo Valente nº26952
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IPTV 12/20/2007
Sumário
Introdução
Serviços IPTV
Arquitectura IPTV
Codificadores e Protocolos
Transporte de vídeos em redes IP
Problemas IPTV
Futuro do IPTV
Conclusões
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Introdução
IPTV 12/20/2007
O que é o IPTV?
IPTV (Internet Protocol Television)
o nome IPTV provém de IP e TV
IP - protocolo utilizado ao nível da rede, e especifica o formato dos
pacotes utilizados na transmissão
TV - serviço tradicional de televisão
Serviço de televisão digital oferecido sobre uma rede IP através de uma
ligação de banda larga
usa o DSL (Digital Subscriber Line) para fornecer serviço de televisão
em casa
Permite que cada utilizador escolha exactamente aquilo que quer ver
Fornece outros serviços que não a televisão
Tecnologia em crescimento
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Serviços IPTV
IPTV 12/20/2007
Variam de acordo com o operador;
Pode escolher:
▫ num canal de música uma música que queira ouvir;
▫ o filme que deseja ver, escolher as legendas, parar o filme,
avançar ou recuar o filme, ver cenas extras.
Videoconferência;
Transmissão de vídeos posteriormente gravados a partir de
equipamentos DVD’s, VHS, câmaras de filmar;
criação de play-list a partir de vídeos pré codificados;
Chat público;
Troca de mensagens privadas.
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Arquitectura(1)
IPTV 12/20/2007
IPTV assenta nas infra-estruturas já existentes dos
operadores de telecomunicações
▫ Redes de distribuição feitas apenas para o serviço
telefónico e as redes de cobre têm assim baixos requisitos
de largura de banda provocando um grande impacto nas
redes de acesso.
Criação de um novo tipo de arquitectura assente no
conceito de SDV (Switched Digital Vídeo)
▫ Em arquitecturas SDV apenas os canais seleccionados
são transmitidos até ao cliente.
Protocolo usado para a mudança de canais é o IGMP
(IP Group Membership Protocol).
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Arquitectura(2)
IPTV 12/20/2007
Head End:
▫ Ponto onde o conteúdo linear (programação TV difundida) e o
conteúdo a pedido (por exemplo VoD, Video on Demand) são
capturados e formatados para distribuição na rede IP;
▫ Recebe transmissões de canais nacionais (conteúdo linear) via
satélite ou directamente do produtor de conteúdos
Cada canal individual é codificado usando o mesmo esquema de
codificação (por exemplo o MPEG-2 ou o MPEG-4).
▫ Após a codificação de cada canal é encapsulado em pacotes IP
e enviado pela rede;
▫ Utilização em multicast tem a vantagem de enviar uma única
stream até à rede de acesso, mas apenas é vantajoso quando
vários consumidores sintonizam o mesmo canal na mesma
altura;
▫ Também pode ser usado unicast.
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Arquitectura(3)
IPTV 12/20/2007
Rede core:
▫ Pertence ao fornecedor de serviços ou operador e
fornece o suporte para o transporte de todos os
canais codificados e encapsulados em pacotes IP
Rede de acesso:
▫ Estabelece a ligação entre o fornecedor de
serviço e o consumidor
▫ ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) ou
VDSL (Very High Speed DSL), PON (Passive
Optical Networking).
▫ Termina em casa do assinante num modem
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Arquitectura(4)
IPTV 12/20/2007
Rede doméstica:
▫ Distribui o conteúdo recebido no serviço IPTV em vários
pontos da casa do assinante;
▫ Liga-se à rede local na STB;
▫ STB possui um sistema de gestão dos conteúdos e corre
um middleware:
• Capaz de interpretar os dados que lhe são enviados pelo servidor e
gerar comandos de acordo com o formato aceite pelo servidor.
• Usado para descrever os pacotes de software que permitem
implementar o serviço IPTV;
• Software cliente-servidor em que o cliente reside na STB e o servidor
do lado do fornecedor.
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Codificadores e protocolos(1)
IPTV 12/20/2007
Porquê codificar áudio e vídeo?
▫ Duas normas principais para a televisão analógica:
PAL europeu e o NTSC dos Estados Unidos.
▫ Necessitavam de grandes débitos:
216Mbps e os 168Mbps para cada sistema excluindo o
HDTV.
▫ Codificação de vídeo e áudio para comprimir os sinais
de televisão em bit-rates mais aceitáveis;
▫ Soluções de IPTV estão altamente dependentes da
utilização de bons codificadores de vídeo.
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Codificadores e protocolos(2)
IPTV 12/20/2007
Codecs:
▫ H.262/MPEG-2:
Multiplexar STREAMS de vídeo, áudio e alguns tipos de dados
em um ou mais STREAMS apropriados para a transmissão ou
armazenamento com qualidade de televisão;
Apresenta conteúdos audiovisuais com alta qualidade a
débitos baixos;
▫ H.264/MPEG-4 AVC ou MPEG-4 parte10:
Permite ter uma qualidade bastante mais elevada para os
mesmos débitos do H.262/MPEG-2;
Flexibilidade suficiente para funcionar com uma grande
diversidade de aplicações e dispositivos.
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Codificadores e protocolos(3)
IPTV 12/20/2007
Serviço IPTV com
ligações de acesso
de débitos menores,
aumenta a
cobertura do
serviço.
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IPTV 12/20/2007
Transporte de vídeo(1)
MPEG-2 Transport Stream (TS):
▫ Primeiras soluções de IPTV basearam-se na norma
MPEG-2;
▫ Codificador de áudio e vídeo produzem Packetized
Elementary Streams (PES) que são multiplexados em
conjunto com informação de programa em tramas de
transporte de 188 bytes.
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Transporte de vídeo(2) IPTV 12/20/2007
Para o encapsulamento em protocolos do stack IP é
normalmente usado UDP como protocolo de transporte
devido aos requisitos de tempo real do serviço;
O datagrama UDP contém várias tramas TS consoante
o MTU;
Problemas nesta solução?
▫ Acrescenta overhead na comunicação, que traz
implicações na robustez do método de transporte em
relação aos erros.
A melhor alternativa é usar Real Time Protocol (RTP);
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IPTV 12/20/2007
Transporte de vídeo(3) - RTP
Vantagens:
▫ Menor overhead;
▫ É possível através da monitorização das perdas e
erros na transmissão, adaptar essa qualidade, tirando
partido dos mecanismos de codificação escalável que
a norma permite;
▫ Protocolo RTP usado em conjunto com RTCP tem o
objectivo de prover informações sobre a qualidade de
recepção dos pacotes RTP por cada participante.
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IPTV 12/20/2007
Penetração no mercado
Considerando também o acesso disponível às
redes de banda larga, o H.264/MPEG-4 permite
que IPTV esteja ao alcance de quase toda a
população.
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Problemas IPTV
IPTV 12/20/2007
Necessários requisitos temporais para a codificação do
vídeo e áudio;
Capacidade de suportar sintonização por parte de um cliente
a um canal de televisão em qualquer altura da sua difusão.
Em vídeo digital a maior parte da compressão é conseguida
através da análise de semelhanças de uma imagem com
imagens anteriores e retirar a redundância de informação
entre elas.
Como enviar uma trama quando se muda de canal se este
depende de tramas anteriores?
Estrutura GOP (group of pictures):
▫ São inseridos pontos de sincronização durante a transmissão,
tramas Intra (I-frames);
▫ É enviada informação de uma frame no meio de um stream de
vídeo mesmo que esta seja informação irrelevante.
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Futuro IPTV
IPTV 12/20/2007
O que mudou com o aparecimento do IPTV?
▫ Personalizar a televisão que temos em casa;
▫ Maior concorrência no mercado
▫ Novos serviços e conteúdos (videogravadores pessoais,
compras online, eBanking e até serviços mais personalizados e
interactivos como os jogos que possuem canais de chats)
O que se pode fazer para melhorar o IPTV?
▫ Ultrapassar o problema da banda larga e esperar que no futuro
surjam ligações fibra óptica.
Oferecer serviço de TV Digital sobre IP sem limitações
geográficas, através da Internet, dando origem ao Internet TV
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IPTV 13/01/2009
Conclusões(1)
O serviço é limitado pela localidade atendida pela
rede de acesso.
Transmissão dos fluxos de multimédia e dados
sobre IP pela linha telefónica, através de tecnologia
DSL.
IPTV é considerado a quarta plataforma de TV
Digital.
IPTV tem vantagem de oferecer serviços de dados,
voz e vídeo bem como um grande leque de ofertas
de novos serviços através do mesmo meio físico.
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IPTV 12/20/2007
Conclusões(2)
A quantidade de canais oferecidos não é
limitada nem pelo espectro de frequências nem
pelo largura de banda, uma vez que só é
enviado o canal que está a ser assistido pelo
utilizador;
Uso de multicast permite um melhor
aproveitamento da capacidade da rede.