ΔΙΚΤΥΑΚΗ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗ

1. Ορισμός της δικτυακής τηλεόρασης

Η IPTV είναι ένα σύστημα όπου η υπηρεσία της ψηφιακής τηλεόρασης παραδίδεται με τη χρήση της υποδομής ενός IP δικτύου. Ένας γενικός καθορισμός του IPTV είναι το τηλεοπτικό περιεχόμενο το οποίο αντί της παράδοσης μέσω των παραδοσιακών σχημάτων τηλεοπτικής μετάδοσης, παραλαμβάνεται από το θεατή μέσω των τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται για τα δίκτυα υπολογιστών. Για τους απλούς χρήστες, η IPTV παρέχεται συχνά από κοινού μαζί με την υπηρεσία του Video on Demand (VoD) και μπορεί να συνδυαστεί μαζί με υπηρεσίες διαδικτύου όπως είναι το World Wide Web (World Wide Web) και το VoIP. O εμπορικός συνδυασμός της πρόσβασης της IPTV, του Διαδικτύου και των κλήσεων μέσο IP δικτύων (γνωστή και ως VoIP), αναφέρεται ως “Υπηρεσία triple play”. Στις περιπτώσεις που προσφέρετε και κινητικότητα χρήστη (mobility) καλείται "Quadruple play". Η IPTV παρέχεται από έναν φορέα παροχής media υπηρεσιών που χρησιμοποιεί μια κλειστή υποδομή δικτύων (στην συνέχεια θα δούμε πως αυτή η υποδομή ονομάζεται Fixed Mobile Convergence (FMC) ή IP Multimidia Subsystem (IMS) και θα γίνει μια πρώτη ανάλυση αυτής της υποδομής).

2. Ιστορικά δεδομένα

Το 1994, το World News Now του American Broadcasting Company (ABC) ήταν η πρώτη εκπομπή τηλεόρασης μέσα από το διαδίκτυο χρησιμοποιώντας το CU-SeeMe videoconferencing λογισμικό. Η επιχείρηση AudioNet ραδιοφωνικής εκπομπής, ξεκίνησε την πρώτη συνεχόμενη εκπομπή μέσο διαδικτύου.Η Kingston Communications ένας τοπικός φορέας λειτουργίας τηλεπικοινωνιών στο Ηνωμένο Βασίλειο, το Σεπτέμβριο του 1999, παρέδωσε το KIT (Kingston Interactive Television), μία interactive υπηρεσία τηλεόρασης βασισμένη σε DSL επικοινωνίες. Τον Οκτώβριο του 2001 η ίδια επιχείρηση έδωσε στον εμπορικό κόσμο, μέσω της «Yes TV» μία Video On Demand (VoD) υπηρεσία. Η Kingston Communications λοιπών ήταν μια από τις πρώτες επιχειρήσεις στον κόσμο που εισήγαγε την IPTV και την IP VOD μέσω ADSL. Στο παρελθόν, αυτή η τεχνολογία είχε περιοριστεί από τη χαμηλή ευρυζωνική διείσδυση. Στα επόμενα χρόνια, παρόλα ταύτα, η IPTV αναμένεται να αυξηθεί με τεράστιους ρυθμούς ανάλογους με τους ρυθμούς αύξησης της ευρυζωνικότητας. Πολλοί από τους σημαντικότερους παγκόσμιους προμηθευτές τηλεπικοινωνιών εξερευνούν το IPTV ως μία νέα ευκαιρία εισοδήματος από τις υπάρχουσες αγορές τους και ως ένα αμυντικό μέτρο ενάντια στην καταπάτηση των υπηρεσιών καλωδιακών τηλεοράσεων.Η IPTV έχει δύο σημαντικές μορφές αρχιτεκτονικής: «free» και «fee based». Από τον Ιούνιο του 2006, υπάρχουν πάνω από 1.300 ελεύθερα κανάλια IPTV διαθέσιμα. Αυτός ο τομέας αυξάνεται γρήγορα και σημαντικότεροι τηλεοπτικοί εκφωνητές παγκοσμίως μεταδίδουν το σήμα ραδιοφωνικής μετάδοσής τους μέσω του Διαδικτύου. Αυτά τα ελεύθερα κανάλια IPTV απαιτούν μόνο μια σύνδεση με το Διαδίκτυο και έναν προσωπικό υπολογιστή ή HDTV που συνδέεται με έναν

υπολογιστή ή ακόμα και ένα 3G κινητό τηλέφωνο . Τον Δεκέμβριο του 2005, η mariposaHD έγινε η πρώτη IPTV διαθέσιμη σε HDTV format. Οι διάφορες web portals προσφέρουν την πρόσβαση σε αυτά τα ελεύθερα κανάλια IPTV. Το 2006, το AT&T προώθησε την υπηρεσία U-Verse IPTV. Η AT&T πρόσφερε πάνω από 300 κανάλια σε 11 πόλεις. Χρησιμοποιώντας τα πρωτόκολλα IP, το AT&T έχει χτίσει ένα ιδιωτικό δίκτυο IP αποκλειστικά για την τηλεοπτική μεταφορά.

3. Υπηρεσίες

Η τεχνολογία δικτύων νέας γενεάς επέτρεψε την οικονομικώς αποδοτική παράδοση των υπηρεσιών πολυμέσων στους τελικούς χρήστες. Αυτό όπως προφανές άσκησε άμεση επίδραση πέρα από την πρόοδο των υπηρεσιών εγχώριας ψυχαγωγίας. Οι πιο κοινές ευρυζωνικές υπηρεσίες ψυχαγωγίας που συνδέονται με την IPTV είναι οι ακόλουθες: - Broadcasting

Οι τελικοί χρήστες έχουν δύο χαρακτηριστικά που είναι ο λόγος που οι broadcasting υπηρεσίες έχουν μια ακμάζουσα αγορά. Το πρώτο χαρακτηριστικό είναι ότι οι τελικοί χρήστες έχουν συνηθίσει να τους παρέχουν το πρόγραμμα άλλοι άνθρωποι. Δεν θέλουν να ασχοληθούν με την επιλογή μιας ταινίας. Έχουν συνηθίσει πλέων να επιστρέφουν σπίτι και να ανοίγουν την τηλεόραση αφήνοντας άλλους ανθρώπους να αποφασίσουν σχετικά με τον τρόπο που θα διασκεδαστούν. Το broadcasting, έχει ένα δομημένο πρόγραμμα που εκπέμπετε και παρέχει στον τελικό χρήστη ένα δεδομένο πρόγραμμα, παρουσιάζοντας όμως συγχρόνως η ικανότητα της επέκτασης των επιλογών του προγράμματος, σε περίπτωση που αυτό είναι θεμιτό από τον χρήστη. Το δεύτερο χαρακτηριστικό των τελικών χρηστών είναι ότι ορισμένες δημογραφικές ομάδες τελικών χρηστών τείνουν να έχουν τις ίδιες προτιμήσεις του τηλεοπτικού προγράμματος. Κατά συνέπεια με την ικανότητα multicasting, που χαρακτηρίζει το broadcasting, το φορτίο δικτύων μειώνεται και έτσι το συνολικό κόστος είναι χαμηλό. Η High Television TV (HDTV) ανήκει στη οικογένεια των broadcasting υπηρεσιών. Η HDTV είναι μια τεχνολογία τηλεοπτικής μετάδοσης και παρουσίασης που παρέχει στην εικόνα και τον ήχο, ποιότητα, παρόμοια με αυτήν του σημερινού compact disc. Η HDTV χρησιμοποιεί MPEG-2 και από την άποψη της ποιότητας ήχου, η HDTV λαμβάνει, αναπαράγει, και εκπέμπει Dolby Digital 5.1.Η τεχνολογία του Digital Video Broadcasting (DVB) είναι επίσης μια broadcasting τεχνολογία. Το DVB είναι ένα σύνολο προτύπων που καθορίζουν την ψηφιακή μετάδοση χρησιμοποιώντας τις υπάρχουσες δορυφορικές, επίγειες και υπόγειες υποδομές μετάδοσης. Μια θεμελιώδης απόφαση της ομάδας του DVB ήταν η επιλογή χρήσης του MPEG-2. Η κωδικοποίηση/συμπίεση MPEG-2 μειώνει ένα σήμα από 166 Mbits σε 5 Mbits επιτρέποντας τις συσκευές εκπομπής να διαβιβάσουν τα ψηφιακά σήματα χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα υποδομή καλωδίων (C-DVB), δορυφόρους (S-DVB), και τα επίγεια συστήματα (T-DVB). Το DVB χρησιμοποιεί συστήματα που ονομάζονται Conditional Access systems (CA) για να αποτρέψει την εξωτερική πειρατεία. Κάθε CA σύστημα παρέχει ένα module ασφάλειας που κρυπτογραφεί και «ανακατώνει» τα στοιχεία. Αυτή η

ενότητα ασφάλειας ενσωματώνεται μέσα στο δέκτη ή προσαρμόζεται υπό την μορφή εξωτερικής κάρτας PC. - Video Telephony

Οι κλήσεις με εικόνα δεν χρειάζονται καμία εισαγωγή, καθένας ξέρει τι είναι και οι λόγοι που είναι χρήσιμες. Πολλές φορές είναι χρήσιμο να παρουσιαστεί κάτι στο πρόσωπο που μιλάτε στο τηλέφωνο. Μερικά από τα προβλήματα που υπάρχουν με την τηλεοπτική τηλεφωνία είναι η απρόσιτη (από το NGN) αξιοπιστία δικτύων του PSTN και το γεγονός ότι η αγορά θεωρεί ότι οι τηλεοπτικές κλήσεις θα μπορούσαν να αποδειχθούν ένας σημαντικός κίνδυνος παραβίασης της ασφάλειας και μυστικότητας (security and privacy violation risk)1. Εντούτοις απλές λύσεις όπως το μηχανικό φράξιμο της camera και της απαραίτητης αποδοχής της κλήσεως από τον δεύτερο χρήστη για να ολοκληρωθεί μια τηλεοπτική κλήση είναι καλές λύσεις στο πρόβλημα s προκείμενο. - Internet TV

Το IPTV (Internet TV BUT NOT Internet on TV) κέρδισε market share δεδομένου ότι το διαδίκτυο και οι υπολογιστές είναι κάτι που έχουν τα περισσότερα σπίτια. Επίσης το WWW παρείχε στους άπειρους καταναλωτές με ατελείωτες ταινίες. Η ιδέα πίσω από την IPTV είναι να χρησιμοποιηθεί το World Wide Web για να παρέχει στους καταναλωτές έναν τηλεοπτικού περιεχόμενο σε τέτοια ποσότητα που να ικανοποιούνται οι πάντες. Δύο σημαντικά ζητήματα μπλοκάρουν την εξέλιξη του IPTV. Ο πρώτος είναι το γεγονός ότι το PC είναι σε θέση να ψυχαγωγήσει ένα άτομο αλλά πολύ δύσκολα περισσότερα από ένα άτομα. Παραδοσιακά, οι οικογένειες και οι φίλοι μαζεύονται γύρω από την τηλεόραση για την ψυχαγωγία τους. Το δεύτερο πρόβλημα που IPTV που πρέπει να αντιμετωπιστεί είναι το γεγονός ότι διαδίκτυο είναι βελτιστοποιημένο για bursty πακέτα δεδομένων και όχι για συνεχή ροή δεδομένων. Κατά συνέπεια, η IPTV, εάν δεν ενισχύεται με μια πλατφόρμα παροχής υπηρεσιών, επιτρέποντας στο βίντεο να φθάσει στον τελικό χρήστη ανενόχλητο, αυτό είναι ανίκανο να παρέχει ένα ελκυστικό αποτέλεσμα στην οθόνη. Η λύση στα ανωτέρω δύο προβλήματα προέρχεται από τη βιομηχανία. Η δημιουργία της υποδομής που συνδέει δυναμικά την τηλεόραση με Διαδίκτυο, παρέχει στους τελικούς χρήστες την ικανότητα της κατοχής άμεσης πρόσβασης στο διαδίκτυο μέσω της τηλεόρασής τους. Επίσης μια πλατφόρμα παροχής υπηρεσιών που εγκαθιστά δυναμικά μία σύνδεση σταθερού εύρους ζώνης δεσμευμένου κατά την δημιουργία της σύνδεσης (dedicated bandwidth connection), παρέχει την ποιότητα της υπηρεσίας που οι τηλεοπτικές υπηρεσίες απαιτούν. - Audio, Video on Demand

Η υπηρεσία του Video on demand (VOD ) παρέχει στους τελικούς χρήστες την ικανότητα να αρχίσουν, να σταματήσουν, να πάνε γρήγορα προς τα εμπρός ή προς τα πίσω το βίντεο με ακριβώς τον ίδιο τρόπο σαν να έχουν ένα VCR ή DVD. Το Video on demand το μπερδεύει κανείς με υπηρεσία επιλογής ταινιών, αλλά δεν έχει καμία σχέση με κάτι τέτοιο. Το VOD επιτρέπει στους τελικούς χρήστες

1 Hackers θα μπορούσαν να δουν με την κάμερα του τηλεφώνου σας τα πάντα στο σπίτι σας χωρίς εσείς να το ξέρεται

να επιλέξουν μεταξύ των πρόσφατα απελευθερωμένων ταινιών και να ζωντανών μεταδόσεων. Ο server έχει μόνο μικρή αποθηκευτική ικανότητα. Με αυτήν την λογική θα μπορούσε να ειπωθεί ότι διαφέρει μόνο ελάχιστα από την υπηρεσία του broadcasting. Εντούτοις πολλές άλλες σημαντικές διαφορές υπάρχουν μεταξύ VOD και broadcasting, παραδείγματος χάριν το VOD είναι μια unicasting τεχνολογία ενώ το broadcasting είναι multicasting υπηρεσία. Η Subscription VOD (SVOD) είναι μία σχετικά νέα υπηρεσία που επεκτείνει τις επιλογές ταινιών και κινείται προς την τιμολόγηση σε μορφή πάγιου με απεριόριστη χρήση της υπηρεσίας. Η SVOD επιτρέπει στο χρήστη την πρόσβαση σε πάνω από 100 προγράμματα που ενημερώνονται εβδομαδιαία. Αν και σχετικά νέα υπηρεσία, τα αποτελέσματα ερευνών δείχνουν ότι η χρήση αυξάνεται με αυτήν την υπηρεσία. - PVR, TV of Yesterday

Η υπηρεσία Personal Video Recorder (PVR) είναι μια υπηρεσία με πολλά σημαντικά χαρακτηριστικά όσον αφορά τον χειρισμό των ταινιών, ως αποτέλεσμα του ότι ο χρήστης έχει πρόσβαση σε μία συσκευή καταγραφής video. Όπως σε ένα VCR, το PVR καταγράφει και αναμεταδίδει τηλεοπτικά προγράμματα, αλλά, αντίθετα από το VCR, αποθηκεύει τα προγράμματα με ψηφιακή μορφή. Η συσκευή PVR, αρχικά βρισκόταν τοπικά στην οικία του χρήστη αλλά τώρα πια, βρίσκετε στο δίκτυο του παρόχου και ο τερματικός χρήστης το ελέγχει με σηματοδοσία. Όπως ένα VCR, ένα PVR έχει τη δυνατότητα να σταματήσει, να πάει προς τα πίσω ή προς τα μπροστά ένα καταγεγραμμένο πρόγραμμα. Επειδή το PVR μπορεί να καταγράψει ένα πρόγραμμα και να το μεταδώσει στην συνέχεια σχεδόν αμέσως με μια μικρή χρονική καθυστέρηση, ο χρήστης προσφέρεται με τα χαρακτηριστικά ενός VCR αλλά σε βίντεο πραγματικού χρόνου (π.χ. παρακολουθεί απευθείας μετάδοση ποδόσφαιρου και πατάει το pause ώστε να απαντήσει το τηλέφωνο, στην συνέχεια πατάει το play και συνεχίζει τα βλέπει σε «real time μετάδοση» το ποδόσφαιρο, χωρίς να χάσει στιγμή από τον αγαπημένο του αγώνα). Το PVR κωδικοποιεί ένα video stream ως MPEG-1 ή MPEG-2 και το αποθηκεύει σε τοπικό δίσκο ή δίσκο δικτύου. Μια ειδική χρήση του PVR καλείται «TV of Yesterday» .Παρέχει στους χρήστες την ικανότητα να επιλεχτούν ορισμένα προγράμματα που καταγράφονται στο δίκτυο. Αυτό το περιεχόμενο μπορεί αργότερα να παραδοθεί σε οποιονδήποτε εγγεγραμμένο χρήστη στην υπηρεσία αυτήν. Το καταγραμμένο περιεχόμενο είναι διαθέσιμο για μια μικρή μόνο περίοδο μετά από τον κανονικό χρόνο μετάδοσης. - Internet on TV, Walled Garden

Στις υπηρεσίες Video On Demand (VOD) όπως έχει αναφερθεί ο χρήστης, μπορεί να ανακτήσει από το δίκτυο ένα αποθηκευμένο βίντεο. Δεν έχει αναφερθεί εν τούτοις, τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα μέσα θα ανακτηθούν. Η λύση βρίσκετε στο διαδίκτυο και στην τεχνολογία Internet On TV. To Internet On TV χρησιμοποιεί έναν browser στην τηλεόραση ακριβώς όπως κανείς θα έκανε με έναν υπολογιστή ώστε να ανακτήσει video που είναι αποθηκευμένα στο διαδίκτυο. Το Internet On TV, φυσικά χρησιμοποιείται όχι μόνο για την πρόσβαση των αποθηκευμένων βίντεο για VOD υπηρεσίες. Οποιαδήποτε σελίδα πρέπει να είναι σε θέση να προσεγγιστεί από την τηλεόραση. Δυστυχώς δύο σημαντικά προβλήματα υπάρχουν σε αυτήν την κατεύθυνση. Πρώτα υπάρχει η ανάγκη για μια ασύρματη συσκευή που θα ενεργεί ως πληκτρολόγιο τηλεόρασης και

δεύτερον οι ιστοσελίδες δεν μπορούν πάντα να λειτουργήσουν σωστά για τα μεγέθη οθόνης μιας τηλεόρασης. Στην κατεύθυνση αυτήν, ιστοσελίδες σχεδιάζονται για οθόνες τηλεόρασης και για χειρισμό αυτών με το πληκτρολόγιο της τηλεόρασης. Ο opera είναι ένας browser που βοηθά στην απεικόνιση ιστοσελίδων αυτής της μορφής από την τηλεόραση. Εντούτοις μία προτυποποίηση για τον σχεδιασμό και την απεικόνιση των Walled garden σελίδων αποδεικνύεται πολύ χρήσιμο.Σημαντικό ζήτημα που ένας σχεδιαστής τέτοιων ιστοσελίδων πρέπει να λάβει υπόψη είναι το γεγονός ότι ο χρήστης είναι καθισμένος μακριά από την τηλεόρασή του (ενώ σε έναν υπολογιστή ο χρήστης κάθεται μόνο μερικά εκατοστόμετρα), έτσι τα μεγέθη και τα χρώματα πηγών πρέπει να είναι τέτοια ώστε ο χρήστης να μπορεί εύκολα να χρησιμοποιήσει τη σελίδα. Επίσης η δυσκολία με έναν τηλεχειρισμό πρέπει να εξεταστεί κατά την προτυποποίηση του Walled Garden. - Interactive applications, Gaming

Στους υπολογιστές, η αλληλεπίδραση είναι ο διάλογος που εμφανίζεται μεταξύ ενός ανθρώπου και του υπολογιστή. Τα e-banking, e-shopping και τα παιχνίδια είναι ένα καλό παράδειγμα των interactive web applications. Τα παιχνίδια ενθαρρύνουν ένα ιδιαίτερα μεγάλο ποσοστό αλληλεπίδρασης. Στο World Wide Web, αλληλεπιδρά κανείς με ιστοσελίδες που ένας browser φέρνει στην οθόνη του υπολογιστή. Το υπερκείμενο που συνδέει μια σελίδα με άλλες παρέχει την πιο κοινή μορφή αλληλεπίδρασης κατά την χρησιμοποίηση του Ιστού. Οι προγραμματιστές χρησιμοποιώντας hypertexts και γλώσσες προγραμματισμού όπως τα php και JavaScript μπορούν να παραγάγουν το interactive και δυναμικό περιεχόμενο του Ιστού.

4. Βιβλιογραφία

Βιβλία – Δημοσιεύσεις - Περιοδικά1. The book on Video. A comprehensive guide to delivering switched, Callix, Frank Wiener2. Video Over IP, Magda El-Zarki (University of California at Irvine)3. Digital Video Systems, S. Kasaei, Department of Computer Engineering, Sharif University of

TechnologyInternet4. http://whatis.techtarget.com/ 5. http://ww.wikepedia.gr

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ: IP Multimedia Subsystem (IMS)

To IP Multimedia Subsystem (IMS), είναι μία ανοικτή, configurable, NGN προτυποποιημένη αρχιτεκτονική multimedia για τις σταθερές υπηρεσίες IP. Υποστηρίζει μέσα, όπως το βίντεο και τη φωνή. Ο στόχος του IMS δεν είναι να παράσχει τις νέες υπηρεσίες αλλά να υποστηρίξει όλα τις υπηρεσίες, του παρόντος και του μέλλοντος, τις οποίες το Διαδίκτυο παρέχει. Επιπλέον, οι χρήστες πρέπει να είναι σε θέση να εκτελέσουν όλες τις υπηρεσίες τους με πλήρη κινητικότητα (mobility). Για να το επιτύχει αυτό, το IMS χρησιμοποιεί ευρέος διαδεδομένα προτυποποιημένα standard για τα πρωτόκολλα που καθορίζονται από τον IETF. Οι βασικές αρχές του IMS συστήματος είναι οι ακόλουθες:

NGN compatible architecture: Η αρχιτεκτονική του IMS συμμορφώνεται εντελώς με τις αρχές NGN και μπορεί να προσαρμοστεί εντελώς στο αρχιτεκτονικό σχέδιο NGN. Different network architectures: Το IMS επιτρέπει στους χειριστές και τους φορείς παροχής υπηρεσιών να χρησιμοποιήσουν διαφορετικές δικτυακές αρχιτεκτονικές. Terminal and user mobility: Το δίκτυο παρέχει την στους χρήστες και στα τερματικά κινητικότητα. Η κινητικότητα χρηστών παρέχεται από το IMS και το SIP. Extensive IP-based services: Το IMS προσφέρει IP-based υπηρεσίες όπως τo IPTV, VoIP, ), multiparty gaming, videoconferencing, and content sharing.