Передача видео по IP

Внедрение MPEG-4 AVC/H.264 для платформы
цифровой компрессии в России
Председатель Совета директоров группы
компаний «В-Люкс» (Москва), вицепрезидент АКТР д.э.н., к.т.н. А.К. Шишов
Подключение к цифровому телевидению в Европе
Digital satellite
Digital cable
Digital terrestrial
Households (million)
35
30
25
20
15
10
5
0
2001
2002
2003
2004
2005
2006* 2007 *
* прогноз
Данные европейского вещательного союза EBU
Цифровое и кабельное телевидение в США
Домохозяйств с телевизионными приемниками
110 900 000
Число абонентов цифрового кабельного
телевидения
32 898 000
Всего домов подключенных к кабельному
телевидению
65 500 000*
Всего домов где доступно HDTV
96 000 000
Абонентов спутниковых и иных
многоканальных систем платного телевидения
27 973 000
* Данные NCTA июнь 2006
Изменение доходности от абонента по услугам
телевидения в США ( за месяц)
2006
$41.17
2005
$39.96
2004
$38.23
2003
$36.59
2002
$34.52
2001
$31.58
2000
$30.08
Источник: Kagan Research LLC, Broadband Cable Financial Databook
Новый кодек H.264
•
•
•
•
MPEG-2 широко используется в существующих сетях с
1997 года.. В настоящий момент считается что в плане
экономии потока данных и качества картинки эта
технология достигла своего «потолка»
В 1998, Video Coding Expert Group выступила заказчиком
проекта H.26L . Цель была поставлена простая: удвоение
эффективности кодирования. Работы начались в 2001 году.
Первые испытания H.264 и его одобрение состоялись в
2003 году
Формат известен под многими названиями: “Advanced
Video Coding”: H.264 (ITU), MPEG-4 part 10 (ISO) и т.д.
Создание телевидения будущего
H.264
• Спутниковое вещание, кабельное и эфирное ТВ = получили
технологию для HD и экономию частотного ресурса
• Телекоммуникационные компании предлагают клиентам ADSL в 4 раза
больше программ
• Понижение стоимости потока (cost per stream) для систем VOD
• HD-DVD – прогресс в домашних развлечениях
• В сетях 3G и DVB-H появилась эффективная технология для
мобильного ТВ
H.264. Сравнение с другими стандартами: использование полосы
Bandwidth (Mbps)
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
MPEG-2
MPEG-4
(ASP)
H.264
H.264 основы: сравнение с другими стандартами:
качество видео
H.264 Сравнение по пиковому соотношению
сигнал/шум
H.264 основные покупатели
•
Производители:
– Сетевые устройства ( DSLAM, routers,..)
– STB, мобильные терминалы
– VOD/вещательные сервера
– Кодеры/видеопроцессоры
– Middleware/CAS
– HD-DVD
•
Телеком:
– Video over DSL/FTTH
– Распределение видео
– Сети 3G
•
•
•
•
•
Операторы КТВ
DTH/DVB-T
Content- провайдеры
Internet сервис провайдеры
Системные интеграторы
Почему H.264 в России?









«У нас мало MPEG-2»
Ограниченный канал передачи провайдеров услуг передачи данных
Появление проектов вещания высокой четкости HDTV, наличие
серийных кодеров MPEG-4 HD
Экономия частотного ресурса у провайдеров DVB-S, DVB-T, DVB-C
Снижение цен на кодеры
Возможность применения для трансляции на мобильные терминалы
Появление на рынке абонентских терминалов, по цене близких к
продуктам для MPEG
Появление измерительной техники
Перспективы появления контента для платного телевидения и VOD,
кодированного в H.264
Проблемы H.264 в России






Низкий спрос на услуги платного телевидения
Нет 100% совместимости между кодерами и абонентским
терминалами
Некоторые виды клиентских терминалов (например, для DVB-T) еще
не пошли в серийное производство
Низкий спрос на «не широковещательные» мультимедийные услуги
(VOD) из-за отсутствия традиций потребления и конкуренции со
стороны пиратской продукции.
Относительная дороговизна измерительного оборудования в
сравнении с MPEG-2.
Кодеры MPEG-4 AVC/H.264 все еще дороже своих аналогов для
MPEG-2
Проекты THOMSON с MPEG-4 AVC по всему миру
Contribution
Over IP
IPTV, IP
streaming
Contribution
Over IP
DTTV +
Prim Distrib
Prim Distrib
Over IP
Contribution
over IP
DTH, HD
Henan Cable
Extensions
Cable (Olympic)
GigE distribution
Contribution
Over ATM
Mobile TV
RSCC
DTH/distribution
DTH
Full IP head-end
Telefonica перешла на AVC от Thomson
Крупнейший в Испании оператор связи Telefonica в 2006 году
приобрел у Thomson Grass Valley платформу цифрового
телевидения. Сервис IPTV Imagenio уже сейчас доступен во многих
испанских городах.
 Imagenio транслирует большое количество телевизионных каналов,
а также предлагает разнообразный контент «по –запросу»: фильмы,
сериалы, клипы, услуги интерактивного телевидения и Интернет
через интерфейс IPTV.
 Вещание в стандарте MPEG-4AVC как стандартного, так и высокого
разрешения (HD). Основой платформы стали кодеры ViBE MPEG-4
cо сдвоенными IP-выходами и поддержкой кодека AAC (Advanced
Audio Codec). Сигналы SDI с выходов ресиверов – декодеров
поступают на матрицу-коммутатор 256 x 256 Grass Valley Trinix HD и
далее на кодеры. Еще одним ключевым элементом стали
мультиплексоры Netprocessor – уже закуплено 5 таких устройств для
распределения по IP-сетям сигналов высокой четкости (HD).
 Комплекс оборудования от Thomson дал возможность оператору
более чем в 2 раза увеличить число транслируемых каналов и
значительно расширить перечень услуг.
THOMSON Grass Valley – крупнейшие проекты
цифрового ТВ для провайдеров DTH

Второй по величине в мире
провайдер
цифрового
спутникового ТВ британская
компания
British
Sky
Broadcasting
(BSkyB)
на
выставке NAB’2005 объявила,
что
выбрала
THOMSON
основным
партнером
по
переходу
на
вещание
в
формате HDTV (H.264, 1080i).
THOMSON Grass Valley – крупнейшие проекты
цифрового ТВ

В марте 2006 года объявлено, что Henan Cable TV Network Group
(Китай) в городе Zhengzhou, China построит цифровую платформу
для создания сети вещания по всей провинции Henan на 7
миллионов подписчиков цифрового кабельного телевидения. Эта
система станет одной из крупнейших в мире по размеру и
THOMSON Grass Valley выбран поставщиком оборудования и
интегратором для платформы цифрового ТВ. Предполагается
транслировать более 400 цифровых телевизионных программ.
Основой платформы станут кодеры, декодеры, сетевые адаптеры
ViBE как стандартного, так и высокого HD разрешения, а также
целый ряд других продуктов. Стандарт вещания H.264.
Распределенная структура этой огромной сети будет
контролироваться системой управления Thomson XMS3500.
Продукты Thomson Grass Valley на
выставке IBC 2006 (Амстердам)
Продукты Thomson Grass Valley на
выставке IBC 2006 (Амстердам)
•
Кодеры H.264 SD/HD семейства VIBE
• Мультиплексоры NetProccessor 9030/9040
(первый в мире transrating для H.264)
• Сетевые адаптеры - Инкапсуляторы
(IP/DVB) серии OPAL
• Одно- и двухпрограммные приемникидекодеры для H.264
• Видеосерверы с поддержкой H.264
• Анализатор транспортного потока H.264
Mercury
• Кодер AVC H.264 для мобильного
телевидения DVB-H
 Сет-топ боксы H.264 для DVB-S/T/C и для
IPTV
Thomson Grass Valley TNP Portfolio
New
Video
Processing
MPEG
Processing
Network
Adaptation
Crystal – Logo Inserter
Amber II
ReMux/Scrambler
VIBE FE
Smartmux & PSI/SI
XNA 4600
ATM Network Adaptor
NetProcessor 9040 – Splicer
/ Transrater / Logo Inserter
Broadmux
Mux/Scrambler
New
NetProcessor 9030 – Mux/Scrambler
– IP Streamer
22xx – DVB modulator
New
VIBE FE – ASI/PDH/IP
NetFeeder – ATM and IP NA
Thomson Grass Valley – первый в мире серийный
кодер MPEG-4 HD
1. Использован новейший чипсет Thomson Mustang
2. Поддержка стандартов телевидения высокой четкости
720p и 1080i при скорости потока данных 4-9 Мбит/с
3. Статистическое мультиплексирование для SD и HD
видео
4. Поддержка стандартов кодирования звука Dolby 5.1 и
HE-AAC
5. Выходы ASI и IP (2 х Gigabit Ethernet)
6. Построен на кодеках 4ого поколения H.264/AVC
7. Начало серийного производства – вторая половина
2007 года
Новый MPEG-4 AVC кодер от
THOMSON Grass Valley
Статистическое
мультиплексирование
 Модуль кодера может быть
установлен на платформу в режиме
Plug-and-Play и работать в системах
с разными схемами
резервирования.
 Поддержка аудиокодеков ААС,
ААС+
 Кодер совместим с различными
сетевыми интерфейсами
платформы ViBE (PDH,
SONET/SDH, или IP 100Base-T).
Стандарт компрессии видео
H.264/MPEG-4 AVC более чем в 2
раза увеличивает пропускную
способность сети при аналогичном
с традиционным MPEG-2 качестве.

Ключевые элементы проекта: OPAL DVB-H
инкапсулятор
Прием
видеопрограмм от стороннего источника по IP-сети
Продукт на рынке уже 6 лет, особенно сильное присутствие на рынке
операторов DVB-T, DVB-S и DVB-H
Управление информацией DVB: таблицы PSI / SI, PSIP, INT
Сетевая адаптация: инкапсуляция IPv4, IPv6 MPE, TimeSlicing, MPE
FEC
 Инкапсуляция IP кадров в соответствии со спецификациями DVB
До 80 Mbps, мощное управление IP фильтрацией
 Уникальный автоматический анализ сетевого трафика (upstream)
 Управление ресурсом оператора с помощью технологии Optimux®
Ключевые элементы проекта: Thomson Grass Valley
AMETHYST – коммутатор нового поколения








Исполнение в виде независимого модуля, резервирование 1+1
Активная и пассивная коммутация
Интеллектуальная система коммутации для надежного срабатывания
«Умный мониторинг» потока по входу и по выходу
Анализ транспортного потока по TR 101 290
Резервирование по блоку питания с «двойной» схемой питания
элементов
LCD- дисплей на передней панели
TR 101 290 Tests & Monitoring
если требуется более детальный анализ потока, AMETHYST
использует дополнительные возможности в соответствии с
требованиями TR 101 290 в трех режимах ( в порядке приоритета):
• Приоритет 1 : базовый набор параметров, которые считаются
необходимыми для успешного декодирования на приемной стороне
 • Приоритет 2: дополнительные параметры, рекомендованные для
постоянного мониторинга.
• Приоритет 3: опциональные дополнительные параметры, нужные
для контроля некоторых приложений
Ключевые элементы проекта:
NetXX- семейство продуктов
Mux / Remux / Scrambling
IP streaming
Network Adaptation
ASI
Network Adaptation
ASI
ATM
GigE
NetFeeder 9010
ATM & IP Network Adaptor
Transrate / Splice /
Logo insert
Mux / Remux / Scrambling
IP streaming
Network Adaptation
ASI
ATM
GigE
NetProcessor 9030
Multiplexer / Scrambler
ATM
GigE
NetProcessor 9040
Multiplexer / Scrambler
+ Splicer / Transrater / Logo ins.
NetProcessor 9040 – будет с 1 квартала 2007 года первым
в мире трансрейтером для MPEG4 AVC(SD/HD) сигналов
Thomson Grass Valley – NetFeeder 9010 для
первичного распределения видео по IP/ATM
• Передача сигналов цифрового видео от вещательного центра к
региональным головным станциям и вещательным центрам по
сетям Gigabit Ethernet, ATM (одновременно).
• Использование в системах сбора (contribution) цифрового
видео.
• Многофункциональные устройства в едином модуле
поддерживают все необходимые стандарты компрессии
цифрового видео (MPEG-2, MPEG-4, SD/HD, WM9 (VC1)),
обеспечивают каскадирование, unicast/multicast рассылку.
• Поддержка всех современных протоколов передачи данных.
Мониторинг quality-of-service (QOS) на всех уровнях (ATM, IP, and
MPEG)
• WEB и SNMP контроль и управление
• SFN синхронизация для работы с сетями DVB-T, DVB-H
• соответствие стандарту передачи транспортных потоков
студийного видео по сетям Ethernet (Pro-MPEG Code of Practice
#3 release 2 )
Новое поколение универсальных Мультиплексоров/
ремультиплексоров –шлюзов Thomson NetProcessor
9030/9040
• Создание сетей IP-TV, организация услуг VOD в сетях
кабельного телевидения
• Мультиплексирование до 400 сервисов (700 Мбит/с)
•Передача сигналов цифрового видео от по сетям Gigabit
Ethernet, ATM, (одновременно).
• Статистическое мультиплексирование, transrating
• Встроенный скремблер для одновременной поддержки сразу
нескольких систем условного доступа (!)
• Деление и сборка транспортных потоков – для монтажа, вставки
локального контента, сетей IP TV
• каскадирование для наращивания системы
• WEB и SNMP контроль и управление
• SFN синхронизация для работы с сетями DVB-T, DVB-H
• соответствие процесса инкапсуляции стандарту передачи
транспортных потоков студийного видео по сетям Ethernet (ProMPEG Code of Practice #3 release 2 )
В 4 квартале 2006 года : NetProcessor 9040

Transrater / Splicer / Logo Inserter основан на
плате NetRater
Самые разные интерфейсы ASI, IP/GigE, ATM
 Мультиплексор, скремблер,IP Streaming
 Первый в мире трансрейтер для MPEG 4 AVC
стандартного и высокого разрешения
(SD/HD)

4 independent ASI out
GPS Clock in
4 ASI in
12 ASI in ext
2*Full Duplex
GEth ext
RJ45
NetRater
2* Full Duplex GEth
Main
RJ45 & SFP(Opt)
2*USB2
RS232
2*100BT C&C &
data injection
Анализатор потока H.264 Thomson Mercury
•
Название изделия :
•
TNM-2070, H.264 Analyzer
Ключевые способности анализатора H.264
• Форматы входящих файлов : H.264 raw byte, MP4 & 3GPP, MPEG-2 TS,
Ethernet PCAP
• Анализ A/V , TR 101 209 и анализ синтаксической структуры
• Тесты на совместимость
• Анализ макроблоков : сетка деления, типы и характеристики
• Отображение векторов движения
• Анализ заполнения буфера
• Встроенный A/V player
• Полностью совместим с анализатором THOMSON COBALT DVB-H
Analyzer через программное обеспечение Media Extractor для контроля
контента
Подсистема компрессии и формирования
транспортного потока.
Подсистема обеспечивает:
 Прием до 20 телевизионных и до 20 радиовещательных программ
(стерео) в SDI формате
 Приема программ и данных в виде IP потоков, компрессированных
по стандарту MPEG4 H.264 Part 10 и интерфейсом подключения
10/100Base-T
 Компрессию до 20 телевизионных и до 20 радиовещательных
программ (стерео) и формирование DVB потока в формате ASI с
включением в его состав инкапсулированного IP-трафика
 Компрессию SDI или ASI (MPEG-2) сигналов видео каждой из ТВ
программ в формат MPEG-4 part 10 в соответствии со стандартом
ISO/IEC 14496-10 (H.264/AVC по ITU-T)
 Компрессию сигналов звука по стандарту MPEG Layer II с
возможностью программной перестройки на высокоэффективное
кодирование MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding) и MPEG-4 High
Efficiency (HE) AAC;
 Программную перестройку компрессии видеосигналов на стандарт
MPEG-2
Подсистема компрессии и формирования
транспортного потока.
Подсистема обеспечивает:

Преобразование полученных потоков по IP сети в ASI формат;

Возможность организации условного доступа BISS-1 к
телерадиопрограммам, входящим в состав транспортного потока

Возможность инкапсуляции в состав DVB потока IP-трафика

Мультиплексирование, в том числе с использованием
статистических методов, компрессированных сигналов видео и
звука, а также DVB потока с инкапсулированным IP-трафиком, в
единый транспортный ASI поток

Совместно с подсистемой управления и контроля автоматическую
замену без перерыва трансляции любого из отказавших в
процессе работы типовых элементов замены с резервированием:



кодеров по схеме 20:2;
мультиплексоров по схеме 1:1;
инкапсуляторов по схеме 1:1.
Подсистема компрессии и формирования
транспортного потока.
Подсистема компрессии
и формирования транспортного потока обеспечивает :

Конвертирование сформированного транспортного ASI потока в
два независимых транспортных потока для доставки к ЗССС с
помощью АТМ/SDH каналообразующего оборудования

Автоматический ввод резервных элементов системы в случае
отказа любого из основновных

Возможность в дальнейшем организации условного доступа CAS
к любой из программ, входящей в состав транспортного потока.

Быстрое и простое наращивание числа каналов в существующем
транспортном потоке, так и организации новых транспортных
потоков.
Участие «В-Люкс» как системного интегратора в
проекте цифровой платформы
Системный дизайн и рабочее проектирование системы цифровой
компрессии
 Поставка оборудования цифровой компрессии, инкапсуляции (IPASI), передачи , передачи по транспортной сети.
 Разработка методик испытаний для подсистем и комплекса в целом
 Монтаж и пуско-наладка оборудования совместно с Thomson Grass
Valley

Проект цифрового телевидения в г. Киров
стал лауреатом премии CSTB’2006
Проект «В-Люкс» на базе решения от Thomson Grass Valley
для ОАО «Волгателеком» в г. Киров стал лауреатом
дважды: в категориях «освоение новых технологий» и
«поддержка проекта»
Спасибо за внимание!