Радиотехника и связь
Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения
Насретдинов Р.М., соискатель Уфимского государственного авиационного технического университета
ТЕХНИЧЕСКАЯ СТОРОНА ПОДКЛЮЧЕНИЯ, НАСТРОЙКИ И РАБОТЫ С IP-STB ПРИСТАВКОЙ
Абонентское устройство системы интерактивного телевидения - это Set-top box (STB), с одной стороны подключается к любому источнику внешнего сигнала, а с другой стороны к аналоговому телевизору [1]. Приставки STB, выпускаемые разными изготовителями, имеют большое разнообразие входов и выходов для обеспечения стыковки с различными типами телевизоров. Но в любом случае телезритель (абонент) должен иметь не просто цифровую приставку, а приставку с «абонентским декодирующим сигналом», в которую введен номер абонента и код оплачиваемой программы. Причем оплата телевизионных программ должна быть такой же удобной, как оплата мобильных телефонов или услуг Интернета.
В случае, когда мы говорим именно об IP STB, в качестве источника сигнала может выступать непосредственно Ethernet подключение или телефонная линия, к которой обеспечено подключение с помощью DSL-модема. Под аналоговым выходным сигналом IP STB мы понимаем видео, аудио, страницы Интернета (Web-pages), интерактивные приложения и игры и т.п., воспринимаемые телевизионным приемником по стандартным интерфейсам: Composite, Component (Y, Pb, Pr), S-Video, RGB, или цифровым DVI, HDMI (c возможностью приема HDTV-сигнала); аудиовыходы: Stereo, Dolby Digital 5.1 surround.
Работа STB состоит из нескольких функций. Со стороны абонента, STB декодирует поток данных и переносит его в аналоговый вид для просмотра на телевизоре. Он так же содержит информацию о каналах, отображаемую электронным проводником и используется для выбора каналов. Со стороны сети STB использует IGMP (Internet Group Management Protocol) для приема и посылки служебной информации в магистральную сеть.
При включении STB производит процесс инициализации. Во время этого процесса он скачивает конфигурационную информацию с системы управления. Эта информация включает электронный проводник и информацию IGMP показывающую, к какой мультикастовой группе принадлежит выбранный канал. Когда абонент меняет канал, STB уведомляет сеть, что он больше не нуждается в старом потоке мультикаст, а должен присоединиться к новой мультикастовой группе. Принимая новый поток MPEG 2, он декодирует его и посылает аналоговое видео на телевизор.
Вещание ТВ-программ - услуга традиционная для сетей кабельного телевидения, но абсолютно новая для IP-сетей [3]. По сравнению с сервисом «видео по запросу» здесь требуется значительно, более сложный комплекс сигналообразующего оборудования. Как известно, основную часть ТВ-вещания кабельных операторов составляют каналы, принимаемые со спутников в стандарте MPEG-2 DVB-S. Для трансляции этих каналов в IP-сеть сначала необходимо их принять спутниковым приемником и снять кодировку условного доступа. Последнюю операцию выполняют дескремблеры потока, как правило, имеющие интерфейсы DVB-ASI (Asynchronous Serial Interface) - один из стандартизованных интерфейсов для передачи потоков MPEG-2. Затем ставится специальный шлюз DVB-IP, который принимает информацию через интерфейсы DVB-ASI, демультиплексирует из многопрограммного потока (Multi-Program Stream - MPTS) однопрограммные (Single
Program Stream - SPTS) и выдает их в IP-сеть (например, по каналу Gigabit Ethernet) по разным unicast- или multicast-адресам.
Очень часто в дополнение к спутниковым каналам требуется ввести в IP-сеть и местные, эфирные или кабельные каналы. Если каналы спутникового телевидения транслируются в цифровом формате MPEG-2, которые не требуют перекодировки для вещания по IP-сети, то эфирные каналы имеют аналоговый вид, требующий оцифровки и сжимания с помощью аппаратных кодеров MPEG-2.
Для подключения абонента могут быть использованы разные технологии: ADSL, Ethernet, пассивные оптические сети (PON). Рассмотрим в качестве примера подключение по ADSL. В этом случае телефонная линия заканчивается ADSL-модемом с портом Ethernet (телефон подключен через сплиттер или фильтр). IP-телевизионную приставку (IP-STB) можно подсоединить напрямую к этому порту, но тогда не останется интерфейса для персонального компьютера (ПК). Как вариант можно к Ethernet-порту модема подключить недорогой коммутатор Ethernet, а к нему и приставку IP-STB, и ПК (Рис. 1). Наконец, можно обойтись вообще без IP-STB: к модему по Ethernet подсоединить ПК и на его мониторе с помощью специального программного обеспечения (ПО), просматривать вещательные каналы и видеофильмы. Понятно, что в каждом отдельном случае пользователь выберет тот вариант, который ему больше подходит.
Рис. 1. Подключения цифровой телевизионной Интернет приставки IP-STB по технологии ADSL
Типовая абонентская приставка содержит в себе собственную небольшую операционную систему с HTML-интерфейсом, который и служит для управления ТВ-программами и заказа индивидуальных видеопотоков в режиме «видео по запросу». Для обслуживания, централизованной загрузки и конфигурирования абонентских устройств может потребоваться дополнительный сервер. Технически включение интернет-данных в цифровой поток ТВ-вещания осуществляется с помощью специальных IP/DVB шлюзов. Указанные шлюзы функционируют, как правило, на базе технологии Multy-Protocol Encapsulation (MPE). В принципе, возможны и другие технологии: Data Streaming для асинхронного, синхронного или синхронизированного цифровых потоков, Data Piping и т.п. При процедуре MPE секции интернет-данных наращиваются нулевыми байтами так, чтобы их длина была кратна 188 (длине транспортного пакета MPEG-2). Кадры данных в составе секции получают специальные заголовки (MAC-адрес, либо LLC/SNAP), защищаются контрольными суммами и т.д. Загрузка интернет-данных в транспортный поток MPEG-2 осуществляется в соответствии с протоколом MPEG-2 DSM-CC
(Digital Storage Media Command and Control), описание которого содержится в ISO/IEC 13818-6 (этот протокол поддерживает широкополосные мультимедийные услуги и может работать с интернет-протоколами RSVP, RTSP, RTP, SCP). Обратный канал формируется как обычно -через телефонную сеть общего пользования с помощью модема.
Техническая сторона подключения, настройки и работы с IP-STB приставкой:
Для подключения необходимо кабелем Ethernet соединить ПК с ip-приставкой (WAN). Затем подключить шнур Video-Out (красный) и Audioo-Out (белый) к телевизору.
1. Источник телевизионного сигнала (Ethernet-подключение), ПК с IP-STB приставкой.
2. Для установки сервера на ПК необходимо установить программу VLS (VideoLAN) [4].
3. Открыть данную программу и запустить (файл VLS.exe)
Если все сделано правильно, то появится в окне терминала следующее:
VideoLAN Server v 0.5.3 (Jun 6 2003) - (c)1999-2003 VideoLAN
Synchronised with PS stream
New Pid assigned: 80
PMT Add, Г I D : 0x80 , Type : 0x5
Synchronised with PS stream
Time discontinuity in PS stream
New Pid assigned: 81
PMT Add, PID : 0x81 , Type : 0x5
New Pid assigned: 82
PMT Add, PID : 0x82 , Type : 0x5
New Pid assigned: 83
Audio: 0x8? .131
PMT Add, 1'ID : 0x83 , Type : 0x4
New Pid assigned: 84
Video: 0x84 . 132
PMT Add, PID : 0x84 , Type : 0x2
updating PC K_PiD to value 132 (current pid = 0)
Рис. 2. Окно терминала
Примечание: для корректной работы на ПК возможно надо будет прописать IP-адрес (192.168.1.4). Для этого в правом нижнем углу на системном трее мышкой нажать на подключение по локальной сети. Нажать на кнопку свойства, выбрать «Протокол интернета TCP/IP» нажать «Свойства». Прописать IP-адрес 192.168.1.4, маску подсети «255.255.255.0».
Сейчас без IP-STB, пользователи свободно могут просматривать телевизионные каналы через Интернет с популярного сайта Корбины Телеком, где могут просматривать «потоковое видео» [2]. Термином «потоковое видео» (streaming video) сегодня обозначают технологии сжатия и буферизации данных, которые позволяют передавать видео в реальном времени через Интернет. Главная особенность потокового видео заключается в том, что при его передаче пользователь не должен ждать полной загрузки файла для того, чтобы его просмотреть. Streaming video пересылается непрерывным потоком в виде последовательности сжатых пакетов и проигрывается по мере того, как передается на компьютер получателя.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Елкин Д. Абонентские устройства IP-STB//BROADCASTING. Телевидение и радиовещание. - 2006. - № 6 (58).-C. 40-41.
2. Кабельный оператор, предоставляющий свои услуги в области телевизионного вещания, в том числе и передачи по IP сети http://www.corbina.tv
3. Барсков А.Г. ТВ в сетях IP. Режим доступа: http://www.syrus.ru
4. VideoLAN - VLC media player. Режим доступа: http://www.videolan.org/vlc
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.