O documento descreve o estudo e implementação de um servidor IPTV na Faculdade Católica do Tocantins para distribuir conteúdo institucional pela internet usando um servidor Video on Demand (VoD) e uma página web. O projeto configurou um servidor e cliente Ubuntu com VLC para transmitir vídeos educacionais entre as máquinas através da rede da faculdade.

1. Implantação do Serviço de IPTV em uma rede acadêmica: Um
Estudo de Caso na Faculdade Católica do Tocantins
Aline Diniz de Oliveira, Joaquim Pires de Oliveira, Kayllah Cunha dos Santos,
Stéphany Moraes Martins, Umbelina Macedo dos Santos Filha
Faculdade Católica do Tocantins – FACTO – Palmas – TO – Brasil
{alinedinizn.n, joaquim.p.oliveira, kayllahcds,
umbelinamacedo}@gmail.com, stephany@catolica-to.edu.br
Abstract. Solutions based on communication networks can be applied in
several areas, such as digital TV and mobile communication devices. This
article aims to describe the studies and experiments in developing an IPTV
server at Faculdade Católica do Tocantins (FACTO) to distribute institutional
content on the Internet using a server Video on Demand (VoD) and a web
page as a means of access the streaming video provided by the server.
Resumo. Soluções baseadas em redes de comunicação podem ser aplicadas
nas mais diversas áreas, tais como a Televisão Digital e comunicação entre
dispositivos móveis. O presente artigo se propõe a descrever os estudos e
experimentos realizados no desenvolvimento de um servidor IPTV na
Faculdade Católica do Tocantins (FACTO) para distribuir conteúdo
institucional na Internet, utilizando um servidor Video on Demand (VoD) e
uma página web como meio de acesso ao streaming de vídeo disponibilizados
pelo servidor.
Introdução
A idéia de um servidor IPTV consiste na entrega de sinais de TV usando redes privadas
que compreendem IP (Internet Protocol). Para tornar isso possível, a construção de um
servidor IPTV deve agregar diversas tecnologias e estudos sobre:
• A implementação da infra-estrutura de hardware e software que ofereçam
suporte à distribuição de conteúdo em uma rede IP.
• Problemas relacionados a redes de comunicação, tais como: recursos escassos
em relação à vazão, baixo nível de tolerância a ruídos e interferências e
atrasos gerado pela insuficiência de taxa de transmissão das tecnologias de
redes de computadores existentes (MONTEIRO, 2010).
• O desenvolvimento de aplicações e a distribuição de multimídias oferecem
problemas inerentes à manipulação de áudio e vídeo, tais como: manipulação
e transferência de grande quantidade de dados, largura de banda utilizada para
transmissão das mídias, requisitos temporais para captura, transmissão e
exibição.

2. Segundo (DA SILVA, 2010), o que diferencia a IPTV de outras formas de TV
Digital é o canal de retorno, permitindo uma rápida implantação de serviços interativos.
Dessa forma, a TV pode ser transformada em um centro de informação e comunicação
de maneira mais rápida. A IPTV tem o potencial de permitir a convergência de diversas
aplicações de comunicação e informação hoje existentes.
A implantação de um servidor IPTV necessita de estudos preliminares da infra-estrutura
requerida a um serviço VoD (Video on Demand – Vídeo sob Demanda). Neste
caso, foi desenvolvido um estudo com foco na transmissão de vídeos que serão
disponibilizados na rede.
O objetivo do projeto foi realizar um estudo e implantar um servidor de stream
IPTV, ou seja, de um servidor de vídeo (VoD) para uso na FACTO sendo ele uma das
características que compõem um servidor IPTV.
O servidor VoD oferece programações voltadas para o interesse dos cursos
existentes na instituição, promovendo um ambiente de ciência e tecnologia. Além de
possibilitar, posteriormente, os estudos sobre a qualidade de transmissão para o
ambiente acadêmico e comunidade externa na apresentação de conteúdos educacionais,
entretenimento, mensagens do coordenador, docentes e discentes. E com isso,
promovendo um ambiente interativo e proporcionando a difusão do conhecimento.
Este documento está estruturado da seguinte forma: A seção 2 apresenta uma
revisão de literatura sobre os principais aspectos relacionados à montagem de um
servidor IPTV, sendo abordado na subseção 2.1 Tipos De Transmissão (Unicast,
Broadcas E Multicast) e 2.2 Vídeo sob Demanda, que ferramenta utilizada para a
transmissão das mídias. Já a seção 3, discute as Descrição de Ambiente Experimental.
Na seção 4. Resultados obtidos. Por fim, a seção 5 apresentada as conclução e trabalhos
futuros.
2. IPTV (Internet Procotol Television)
O objetivo do serviço IPTV é oferecer aos usuários transmissões de um conteúdo
multimídia através da utilização do protocolo IP, tornando o modo convencional de
assistir televisão mais interativo.
Como o próprio nome indica, a transmissão de um servidor IPTV é realizada
através da Internet, ambiente no qual existem ligações de banda larga em redes
privadas, sendo o sinal recebido e decodificado por um Set-Top-Box (STP) e finalmente
reproduzido no televisor (RODRIGUES, 2006). Porém, as limitações inerentes ao
transporte de informações em rede IP são também impostas a esse serviço, por isso,
requer estudo e definição de Qualidade de Serviço (QoS) e Qualidade de Experiência
(QoE).
O serviço IPTV possui características como: suporte por TV interativa (HDTV,
VOD), otimização dos recursos disponíveis enviando apenas um canal de utilização,
maior acessibilidade, pois o conteúdo está acessível também através de um computador
ou dispositivos móveis. Permite que o usuário adapte o mesmo ao seu modo de
utilização. Essa adaptação do sistema de acordo com as necessidades dos seus usuários
possibilita a criação de novos serviços tarifados economicamente, sendo favorável para
ambos, quem disponibiliza e quem usa o serviço (SANTOS, 2010).

3. Os componentes que compreendem a arquitetura da IPTV são (SANTOS, 2010):
• o head-end, onde é realizada a aquisição dos conteúdos através de satélites,
câmeras digitais, além da codificação e empacotamento dos dados. É por
meio do head-end que a informação é transmitida através de uma rede IP,
podendo ser distribuído como uma Broadcast TV, onde os sinais de satélite
são recebidos e decodificados, através de um Set-Top-Box, recodificando,
multiplexando os sinais recebidos e envia-os por stream em tempo real com
a utilização de protocolo de Multicast. Uma outra forma de transmissão é a
utilização do VoD, no qual o conteúdo multimída é armazenado em um
servidor VoD;
• Middleware, responsável pelo controle e gerenciamento de uso do usuário,
possibilitando realizar funções como: autenticação, faturação e proteção de
conteúdo;
• Proteção de conteúdo, responsável pela encriptação e gestão dos Digital
Media Rights;
• Rede de transporte e de acesso, rede pela qual os usuários terão acessos aos
serviços da IPTV.
Através de estudos e experiências foi possível caminhar com os primeiros passos
para a construção da IPTV da FACTO, através da criação da definição de uma
infraestrutura inicial que pudesse conter um servidor VoD para hospedagem dos
conteúdos disponibilizados aos usuários deste serviço através de um frontend (página
web), podendo ser acessado sempre que o usuário sentir necessidade ou interesse.
2.1. Tipos de transmissão (unicast, broadcas e multicast)
Os modos de transmissão de streaming podem ser classificados de três maneiras, são
eles: Unicast, que é um endereçamento para um pacote feito a um único destino, ou
seja, ponto-a-ponto. O Broadcast, onde existem vários receptores ao mesmo tempo. E o
Multicast, onde a entrega de informação ocorre para múltiplos destinatários
simultaneamente pertencentes a um mesmo grupo previamente definidos (PINHO,
2002). Logo a frente cada tipo de transmissão será demonstrada.
A figura 1 mostra o funcionamento de uma transmissão Uniscast, onde um
pacote é envidado para um único cliente da estação.
Figura 1: Transmissão em Unicast.

4. Quando um aplicativo faz Broadcast de dados, ele torna uma cópia dos mesmos
disponível a todos os outros computadores na rede. (COMER, 2007, p.137).
Figura 2: Transmissão em Broadcasting.
A figura 2 representa a transmissão em Broadcast, onde todos os computadores
de uma estação irão receber a mensagem envidada pelo servidor de streaming. E a
próxima figura ilustra a transmissão em Multicast, onde apenas alguns dos
computadores receberam a mensagem.
Figura 3: Transmissão em Multicast.
O Multicast opera de forma muito semelhante ao Broadcasting. Uma cópia da
mensagem viaja através da rede e as interfaces de rede em todas as estações recebem
uma cópia. O hardware de interface deve ser programado com especificações de quais
quadros de Multicast devem aceitar ou rejeitar a mensagem. (COMER, 2007, p.138).
No ambiente experimental, foi utilizado o modo de transmissão em
Broadcasting.
2.2. Vídeo sob demanda
O modo sob demanda oferece maior controle e liberdade ao usuário, ao contrário do
modo ao vivo, onde toda a transmissão é compartilhada para todos os usuários do
streaming.
É através do VoD, o qual apresenta características de um DVD (Digital Video
Disc), o cliente pode interagir com o vídeo utilizando comandos como: avançar, pausar
ou retroceder. Além disso, diversos usuários podem requisitar os mesmos vídeos

5. simultaneamente gerando uma sobrecarga na rede e atrasos não toleráveis (BENICIO,
2010).
Assim, o ideal é a utilização de uma rede de comunicação com altas taxas de
transmissão, porém nem sempre o provedor de um serviço como esse tem recursos
financeiros disponíveis. Neste caso, estudos sobre a qualidade de serviço (QoS –
Quality of Service) para a transmissão de vídeos sob demanda se tornam também uma
necessidade, porém é um tema que será abordado em uma outra etapa da construção do
servidor IPTV.
3. Descrição de ambiente experimental
Inicialmente o grupo de pesquisa estudou sistemas operacionais, surgimento,
funcionalidades e o funcionamento de um servidor de stream IPTV, através de revisão
bibliográfica e artigos disponíveis na Internet. Esta revisão de literatura ofereceu suporte
ao levantamento das informações a respeito das estratégias de implementação,
ferramentas disponíveis, requisitos e problemas na construção de servidor IPTV. Assim,
foi verificado, como um dos requisitos necessários, a configuração e montagem de um
servidor VoD para a realização de experimentos.
Para isso foi criado um ambiente adequado para que o servidor VoD pudesse ser
implementado. No ambiente foram configuradas duas máquinas para a instalação do
sistema operacional Ubuntu 8.04. Sendo uma das máquinas cliente e outra o servidor. A
máquina cliente possui uma configuração de 512 MB de memória, HD 40 GB e
processador Pentium 4 de 1.6 GHz. E o servidor possui 1 GB de memória, HD 80 GB e
processador AMD Opteron.
O sistema operacional Ubuntu foi escolhido por ser um sistema seguro, com
constantes atualizações, de fácil instalação, manipulação e por ser open source, ou seja,
de código aberto que permite alterações de acordo com a necessidade do usuário.
Após a instalação do Ubuntu nas máquinas procedeu-se a instalação e
configuração do aplicativo VLC Media Player. O VLC é um player multimídia de
código aberto capaz de suportar vários formatos tais como: MPEG4, DivX, DVD e
VCD. Na configuração foram utilizados os comandos update e install vlc apresentados
abaixo:
Figura 4: Comando “sudo apt-get update” para atualizar os repositórios do sistema.
Figura 5: Comando “sudo apt-get install vlc” para instalar o VLC.

6. Em seguida, foi projetada a organização do ambiente físico, através da
realização da disposição das máquinas em uma sala conectando-as com cabo par
trançado e um switch, e lógico, representado pela configuração das máquinas em
ambiente de rede para que as mesmas pudessem realizar transmissão de vídeos. Para
isso, primeiramente foi configurado o servidor através dos comandos:
sudo su -> para obter permissão de administrador.
ifconfig -> utilizado para verificar o IP do computador.
Ifconfig -> eth0 10.1.1.53 networck 255.255.255.0 -> configuração do endereço
IP e a máscara de sub-rede.
route add default gw 10.1.1.1 -> adicionar o gateway da rede.
Quanto aos vídeos que seriam utilizados para os testes de transmissão entre o
servidor e cliente, foi realizada uma seleção e o download de vídeos sobre aulas
relacionadas às disciplinas existentes no curso de Sistemas de Informação presentes no
YouTube – um site que permite que seus usuários carreguem e compartilhem vídeos em
formato digital com extensão FLV. Após baixar os vídeos, eles foram convertidos para
o formato MP4, o qual representa um dos formatos de arquivos de vídeos apropriados
para a TV Digital. Para isso foi usado o seguinte comando:
Figura 6: Comando “ffmpeg” para conversão de vídeos.
Os vídeos passaram pelo processo de renomeação, junção e classificação, sendo
então salvos em diretórios separados de acordo com o conteúdo para facilitar na hora de
chamá-los. No servidor de vídeo implantado na FACTO existe uma coletânea de vídeos
disponíveis para acesso.
Em seguida, foram realizados alguns testes de transmissão dos arquivos
multimídia a partir do ambiente desenvolvido e dentro da rede através da ferramenta
VLC. O objetivo dos testes era verificar se o servidor estava funcionando
adequadamente, bem como o desempenho e consumo de banda, do ponto de vista do
usuário.
Dessa forma, foram verificados parâmetros como: a demora na recepção dos
vídeos, a perda de qualidade e tempo de buferização (pequeno armazenamento prévio
no intuito de dar continuidade a um arquivo em execução em tempo real, evitando a
percepção pelo usuário de um erro ocasionado durante a transmissão de áudio/ vídeo)
do vídeo. Além desses parâmetros testes mostraram que o servidor e a rede possuem
uma limitação quanto à transmissão, pois vídeos com duração maior ou igual a cinco
minutos não puderam ser visualizados pelo cliente.
Inicialmente era imprescindível que o cliente instalasse o VLC para acessar os
vídeos do servidor, mas após o desenvolvimento do frontend o cliente passou a acessar
os vídeos pela Internet, para isso é necessário instalar um plug-in de exibição de
conteúdo e vídeos requeridos pelo navegador utilizado.

7. Para a visualização de streaming, que é uma técnica que possibilita a execução
de recursos multimídia em um host cliente (URBIÊTA, 2007) VoD através do VLC é
necessário que se construa um servidor Web, por exemplo o Apache, no qual ficará
armazenado todos os arquivos multimídia que serão acessados pelos clientes. No
trabalho utilizamos o Apache Tomcat que é empregado na implementação de
tecnologias Java e JSP.
4. Resultados obtidos
Ainda como um dos requisitos do servidor IPTV, fez-se necessário a construção
de um frontend para que os usuários possam ter acesso a uma guia de programação para
que eles soubessem qual o conteúdo disponível e também que pudessem escolher mais
facilmente o que irão assistir, substituindo assim a necessidade de instalação do
software VLC. Assim, foi desenvolvida uma página web que resolvesse essa
necessidade, conforme apresenta a Figura 4.
Figura7: Frontend do IPTV.
A fronted foi desenvolvida utilizando a tecnologia Java para web, o Java Server
Pages (JSP) que permite criar aplicações de forma rápida, dinâmica, fácil de manter e
que não depende da plataforma (ORACLE, 2010).
O desenvolvimento da página web possibilitou testar a capacidade de resposta
da rede e do servidor às requisições solicitadas por usuários que utilizam diferentes
sistemas operacionais, navegadores e dispositivos.
Todavia, faz-se necessário aumentar os parâmetros de testes para se ter uma
proporção real, bem como a produção própria dos vídeos pela FACTO, por exemplo,

8. gravação de trechos de aulas, palestra, comentários e depoimentos dos professores e/ou
acadêmicos.
Com relação à rede da FACTO concluiu-se que ainda não é viável, pois a
mesma apresentou baixo desempenho com os testes realizados quanto ao conteúdo
transmitido e ainda não suporta uma grande quantidade de dados.
5. Conclusões e trabalhos futuros
O projeto visa integrar a tecnologia e a produção de conhecimento da instituição,
através de um portal interativo, para compartilhar, visualizar e acessar o conteúdo
produzido na FACTO e no meio acadêmico.
A primeira etapa do projeto envolveu a conversão de vídeos baixados da Internet e
convertidos para o formato MP4. Foi criado um ambiente de teste para a transmissão
destes vídeos dentro de nossa rede através da ferramenta VLC, bem como a realização
de testes de desempenho e consumo de banda.
Foi construída uma página web para que melhor visualização do conteúdo
disponível e, assim, oferecer uma programação para que os usuários possam escolher o
que irão assistir. Além disso, foi identificado que para a transmissão na rede da
Católica, ainda não é viável, pois a rede não suportará a quantidade de dados, deixando
a transmissão muito lenta.
Como trabalhos futuros, será fomentado a produção de vídeos próprios na
FACTO, por exemplo, gravação de trechos de aulas, comentários e depoimentos dos
professores e/ou acadêmica. Tornar a página web mais interativa, para facilitar aos
usuários a hora da busca dos vídeos e com controle de parâmetros de QoS. Alem disso,
pode-se realizar estatísticas sobre a demanda de uso e a qualidade do serviço oferecido
através da monitoração dos acessos e avaliação dos resultados, e assim, construir
argumentos para otimizar os serviços oferecidos.
O projeto ainda não esta disponível para os usuários, visto que os estudos da qualidade
de transmissão são complexos e demorados.
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