Подсистема управления комплексом

Middleware – программно аппаратный комплекс, который обеспечивает управление всеми компонентами решения IP-TV, обрабатывает запросы от абонентских устройств, обеспечивает взаимодействие с системами оператора связи. Middleware позволяет осуществлять:

· авторизацию абонента;

· формирование программы передач EPG;

· формирование интерфейса и инструментов управления решением IP-TV;

· взаимодействие с системами CAS, VoD, головной станцией, STB-устройствами;

· взаимодействие с биллинговыми системами и системами поддержки бизнеса Оператора связи (OSS/BSS/CRM и т.п.).

Middleware имеет открытую архитектуру, что позволяет оперативно масштабировать компоненты решения, и расширять спектр услуг. Программируемый абонентский интерфейс позволяет в полной мере учитывать потребности операторов связи и их абонентов.

Ядро подсистемы управляет внешними компонентами комплекса, поддерживает базу данных абонентов и предоставляемых им услуг, занимается аутентификацией и авторизацией абонентских устройств, взаимодействует с системой учета услуг.

Абонентский портал — лицо всего комплекса. Это интерфейс, который видит абонент на своем экране, и благодаря которому он пользуется услугами.

Подсистема учета услуг

В привычном понимании это биллинг, благодаря которому оператор имеет возможность учитывать и тарифицировать услуги, оказанные своим абонентам.

Подсистема видеосерверов

Основная задача подсистемы — стриминг контента в режиме «по запросу» (VideoonDemand). Вещание производится в форме одноадресной передачи (unicast); для управления вещанием используется протокол RTSP, позволяющий реализовать такие привычные абоненту функции, как перемотка вперед и назад, пауза и просмотр фильма с начала.

Вторая, не менее важная задача подсистемы, это запись транслируемых по сети телеканалов для последующего просмотра (nPVR).

Трафик с видеосерверов в сторону абонентов в основном имеет unicast-характер, из-за чего нагрузка на магистральный сегмент сети оператора, когда сотни и тысячи абонентов запрашивают контент с одного видеосервера, может быть очень велика. Для устранения подобных проблем часть видеосерверов перемещают в сеть доступа, ближе к абонентам, а контент реплицируется с центральных серверов на пограничные.

И третья задачаподсистемы —формирование собственной сетки вещания контента в режиме multicast, реализуя тем самым услугу виртуального кинотеатра (nVOD) или собственного телеканала.

Подсистема мониторинга

Задача подсистемы — постоянно анализировать видеопотоки, транслируемые по сети, для выявления возможных проблем с качеством предоставляемых услуг на ранней стадии. Подсистема состоит из анализаторов, подключенных во всех критических точках сети, начиная с головной станции и заканчивая оборудованием доступа абонентов, и центрального сервера, управляющего анализаторами и собирающего с них статистику.

Сеть распространения и сеть доступа

Это наиболее сложные части телекоммуникационной сети, характеризующиеся большим набором интерфейсов иоборудования, различными топологиями и средами передачи, разнообразными и часто противоречивыми требованиями к надёжности, производительности, стоимости.

Сети доступа обеспечивают подключение конечных пользователей к услугам исервисам оператора связи.В узлах доступа должна обеспечиваться реализация протоколов сети доступа при взаимодействии с абонентскими блоками, протоколов сети общего пользования при работе с узлом коммутации, атакже взаимная конвертация этих протоколов и управление потоком данных всистеме абонентского доступа. Как для сети доступа, так и для сети распределения могут быть использованы различные технологии.

Абонентские приставки

Абонентские приставки (STB), устанавливаемые у абонента дома, являются шлюзом между IP-сетью оператора и, собственно, абонентами. В зависимости от степени сложности, STB имеют несколько выходных видео интерфейсов(от аналогового композитного до цифрового HDMI), несколько аудио интерфейсов (стереопара RCA и цифровой S/PDIF) и интерфейс Ethernet для подключения к сети оператора.

Именно абонентская приставка определяет допустимые в системе форматы вещания видео и аудио. На приставке воспроизводится графический интерфейс пользователя, а от ее быстродействия в том числе зависит быстродействие системы IP-TV в целом — с точки зрения конечного абонента.

Структурная схема архитектуры комплекса IP-TV представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Структурная схема архитектуры комплекса IP-TV

    2.4Уровни коммутации

Развитие сетей шло по нескольким путям:

· увеличение скорости,

· внедрение сегментирования на основе коммутации,

· объединение сетей при помощи маршрутизации.

Большую эффективность в работе сети принесло сегментирование сетей с использованием технология коммутации пакетов. Коммутация наиболее действенна в следующих вариантах:

Коммутация первого уровня

Термин "коммутация первого уровня" в современной технической литературе практически не описывается. Для начала дадим определение, с какими характеристиками имеет дело физический или первый уровень модели OSI:

Физический уровеньопределяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и дезактивации физического канала между конечными системами. Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики.

Смысл коммутации на первом уровне модели OSI означает физическое (по названию уровня) соединение. Из примеров коммутации первого уровня можно привести релейные коммутаторы некоторых старых телефонных и селекторных систем. В более новых телефонных системах коммутация первого уровня применяется совместно с различными способами сигнализации вызовов и усиления сигналов. В сетях передачи данных данная технология применяется в полностью оптических коммутаторах.

Коммутация второго уровня

Рассматривая свойства второго уровня модели OSI и его классическое определение, увидим, что данному уровню принадлежит основная доля коммутирующих свойств.

Канальный уровень (формально называемый информационно-канальным уровнем) обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети, линейной дисциплины (каким образом конечной системе использовать сетевой канал), уведомления о неисправностях, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации.

На самом деле, определяемая канальным уровнем модели OSI функциональность служит платформой для некоторых из сегодняшних наиболее эффективных технологий. Большое значение функциональности второго уровня подчеркивает тот факт, что производители оборудования продолжают вкладывать значительные средства в разработку устройств с такими функциями.

Коммутатор позволяет передавать параллельно несколько потоков данных c максимально возможной для каждого потока скоростью. Эта скорость ограничена физической спецификацией протокола, которую также часто называют "скоростью провода". Это возможно благодаря наличию в коммутаторе большого числа центров обработки и продвижения кадров и шин передачи данных.

Коммутаторы локальных сетей в своем основном варианте, ставшем классическим уже с начала 90-х годов, работают на втором уровне модели OSI, применяя свою высокопроизводительную параллельную архитектуру для продвижения кадров канальных протоколов.

Коммутация третьего уровня

Применение аналогичной параллельной архитектуры для продвижения пакетов сетевых протоколов привело к появлению коммутаторов третьего уровня модели OSI. Это позволило существенно, в 10-100 раз повысить скорость маршрутизации по сравнению с традиционными маршрутизаторами, в которых один центральный универсальный процессор выполняет программное обеспечение маршрутизации.

По определению сетевой уровень (третий) - это комплексный уровень, который обеспечивает возможность соединения и выбор маршрута между двумя конечными системами, подключенными к разным "подсетям", которые могут находиться в разных географических пунктах. В данном случае "подсеть" это, по сути, независимый сетевой кабель (иногда называемый сегментом).

Коммутация на третьем уровне - это аппаратная маршрутизация. Традиционные маршрутизаторы реализуют свои функции с помощью программно-управляемых процессоров, что будем называть программной маршрутизацией. Традиционные маршрутизаторы обычно продвигают пакеты со скоростью около 500000 пакетов в секунду. Коммутаторы третьего уровня сегодня работают со скоростью до 50 миллионов пакетов в секунду. Возможно и дальнейшее ее повышение, так как каждый интерфейсный модуль, как и в коммутаторе второго уровня, оснащен собственным процессором продвижения пакетов. Так что наращивание количества модулей ведет к наращиванию производительности маршрутизации. Использование высокоскоростной технологии больших заказных интегральных схем является главной характеристикой, отличающей коммутаторы третьего уровня от традиционных маршрутизаторов. Коммутаторы 3-го уровня делятся на две категории: пакетные (Packet-by-PacketLayer 3 Switches, PPL3) и сквозные (Cut-ThroughLayer 3 Switches, CTL3). PPL3 - означает просто быструю маршрутизацию, CTL3 – маршрутизацию первого пакета и коммутацию всех остальных.