Tecnologias e desafios para implantação Henrique Werno Korndörfer IPTV Tecnologias e desafios para implantação Henrique Werno Korndörfer

IPTV O que é Como funciona Infra-estrutura Acesso Problemas e desafios Hardware Rede Software Acesso Problemas e desafios

IPTV O que Não é WebTV setream de vídeo com buffer (tela de "Loading") Não há QoS Não há garantia de banda Qualidade variável (1~4 Mbps) Lento em redes congestionadas QoE (Quality of Experience): PC+Navegador de Internet S. Pompri, M. Teodori et al.

IPTV O que é Baseado em redes gerenciadas QoS (Quality of Service): reserva de banda Garantias contra congestionamento de link Usa um Set top Box ligado ao aparelho de TV, softclient, etc. Alta qualidade (streams entre 4 a 10Mbps Full HD) Oferece, além dos canais, Video on Demand (VoD/Video sob demanda) e outros serviços S. Pompri, M. Teodori et al.

IPTV O que é “IPTV is defined as multimedia services such as television/video/audio/text/graphics/data delivered over IP based networks managed to provide the required level of QoS/QoE, security, interactivity and reliability.” “IPTV é definido como serviços multimídia como televisão/vídeo/audio/texto/gráficos/dados entregues por redes IP gerenciadas para prover o nível requerido de QoS/QoE, segurança, interatividade e robustez” “IPTV Standardization on Track Say Industry Experts". ITU-T Newslog. 2006-10-27. Acessado em 05/05/2012. www.itu.int/ITU-T/newslog/IPTV+Standardization+On+Track+Say+Industry+Experts.aspx

IPTV Como funciona Mídia entregue via IP: vídeo deve ser comprimido em cerca de 30:1 Em tempo real! Armazenado para VoD + metadados Distribuído na rede regional (CDN/borda) Controles de Acesso e Direitos Autorais Vários assinantes = diversos canais simultâneos

IPTV Compressão de Vídeo Full HD: 1920x1080, 24 bits de cor 49766400 bits ou 6075 KB/frame 182250 KB/s HD: 1280x720, 24 bits de cor 2700 KB/frame ou 81 MB/s SD: 720x480, 16 bits de cor 675 KB/frame ou 20 MB/s

IPTV Compressão de Vídeo MPEG-2 (HD) MPEG-4 AVC/h.264 (FullHD) Áudio MP3, AAC, AC3, G.7xx Até 6 trilhas de áudio (Doblytm 5.1, bilíngue, etc.)

IPTV Compressão de Vídeo Matematicamente, é uma matriz 3D x, y, t MPEG-2 Divisão da imagem em blocos 10x10 Quadros I (intracoded, imagens estáticas - keyframes) Quadros P (predictive, diferença bloco a bloco em relação ao último quadro) Quadros B (birectional, diferença entre último quadro e quadro seguinte)

IPTV Compressão de Vídeo Compactação dos quadros com algoritmo de Huffman Compressão de áudio para até 320 kbps (mínimo para boa qualidade é 96 kbps) Vídeo FullHD: ~8 Mbps Vídeo HD: ~4 Mbps Vídeo SD: ~2 Mbps Voz: 0.5 Mbps Games?!

IPTV Infra-estrutura - Hardware Set-top Box (cliente) Rede de Dados (CDN) Servidores

IPTV Infra-estrutura - Hardware Set-top Box (cliente)

IPTV Infra-estrutura - Hardware Set-top Box (cliente)

IPTV Infra-estrutura – Rede física Diversos tipos de mídia: óptica, coax, UTP Múltiplas entradas: CaTV, Satélite, VHF, UHF, xDSL (dados)... Rede de Dados: cabeamento estruturado é obrigação

IPTV Como funciona Visão geral de um sistema IPTV

IPTV Como funciona - CDN CC http://en.wikipedia.org/wiki/File:NCDN_-_CDN.png

IPTV Como funciona - CDN CC http://en.wikipedia.org/wiki/File:NCDN_-_CDN.png

IPTV Como funciona – Rede mais complexa

IPTV Infraestrutura – Vídeo sob Demanda Um filme MPEG-2 = 4Gb Todos os filmes até 1995 = 65000* 260 TB Mais programas de TV, propagandas, documentários... Metadados Nome da produção, diretor, atores, duração, conteúdo, descrição, capítulos, tamanho, datas... * Tanenbaum

IPTV Infra-estrutura - Protocolos TCP UDP HTTP RTSP RTP RTCP MPEG-TS MMS RTMP RDT

IPTV Infra-estrutura – Rede física

IPTV Infra-estrutura - Protocolos RTP RTSP RTCP Multicast (“canais”) e Unicast (VoD)

IPTV Infra-estrutura – Protocolos - RTSP Real Time Streaming Protocol Protocolo de Aplicação Controla streams entre os pontos PLAY, PAUSE, OPTIONS, DESCRIBE, SETUP, RECORD, ANNOUNCE... Transporte via RTP/RTCP, TCP, UDP...

IPTV Infra-estrutura – Protocolos - RTP Real-time Transport Protocol Transporte em tempo real do fluxos de dados fim-a-fim Suporte a multicast Controle de Jitter Geralmente ocorre sobre UDP

IPTV Infra-estrutura – Protocolos - RCTP Real-time Transport Control Protocol Identificadores para todos os participantes Transmite para o servidor informações e estatísticas sobre aspectos da qualidade do fluxo de dados RTP Monitora grupos Multicast Quantidade de octetos, pacotes, perdas, tempo e atraso (para evitar jitter)

IPTV Infra-estrutura – Multicast Unicast Um host envia/recebe dados Multicast Um host envia e vários hosts recebem dados Associação a um grupo via IGMP, PIM, MOSPF, MBGP É tarefa do roteador de borda criar a cópia dos pacotes para os clientes Pode ser associado a RSVP

IPTV Infra-estrutura - Software Bilhetagem (Billing) Contabilidade (Accounting) Acesso/autorização Clientes Central de atendimento Serviços, pesquisa Games Tudo na TV, via operadora ou STB

IPTV Acesso Satélite Rede IP/xDSL FTTH (Fiber-to-the-Home) Wi-Fi A operadora deve garantir a banda passante até o fim! (acrescenta-se ao serviço de IPTV a velocidade contratada de Internet)

IPTV Acesso ADSL2+/xPON/VDSL2 - 10Mbps 3 canais SD 2 canais HD 1 canal Full HD A banda necessária deve ser garantida pelo provedor (QoE) Ex: ADSL de 10Mbps reserva 6Mbps para IPTV, 4Mbps para navegar Na prática: ADSL de 4Mbps + IPTV

IPTV Problemas e Desafios QoS não é reconhecido por TODOS os roteadores na Internet. O provedor de conteúdo com rede própria tem a vantagem de uma infra-estrutura preparada Padronização do STB Implementação de FTTH no Brasil ainda é pequena Alto custo de uma rede 10Gbps

Referências TANENBAUM, Andrew S.; SOUZA, Vandenberg Dantas de. Redes de computadores. 4. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2003. S. Pompei, M .Teodori et al. Experimental implementation of an IPTV architecture based on Content Delivery Network managed by VPLS Technique. LACERDA, Ancelmo et al. Serviço de distribuição de conteúdo multimídia em uma plataforma iptv. Mingfu Li, Chun-Huei Wu. A cost-effective resource allocation and management scheme for content networks supporting IPTV services. Bong-Jin Oh, Yu-Seok Bae, Kyeong-Deok Moon, and Kwan-Jong Yoo. Efficient Retransmission Architecture of Digital Broadcast Services over IPTV Networks en.wikipedia.org/wiki/IPTV, acessado em 18/04/2012 en.wikipedia.org/wiki/Real_Time_Streaming_Protocol, acessado em 01/05/2012

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