ISSN Monografias em Ciência da Computação n 05/06. IPTV Conceitos, Padrões e Soluções. Leandro Marques Rodrigues

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1 PUC ISSN Monografias em Ciência da Computação n 05/06 IPTV Conceitos, Padrões e Soluções Leandro Marques Rodrigues Departamento de Informática PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO RUA MARQUÊS DE SÃO VICENTE, CEP RIO DE JANEIRO BRASIL

2 Monografias em Ciência da Computação, No. 05/06 ISSN: Editor: Prof. Carlos José Pereira de Lucena Fevereiro, 2006 IPTV Conceitos, Padrões e Soluções Leandro Marques Rodrigues Laboratório TeleMídia DI PUC-Rio Rua Marquês de São Vicente, 225, Rio de Janeiro, RJ # $! % &'! (%)%&% %*&%& ''&!" %!+,%& %%& %' $

3 Responsável por publicações Rosane Teles Lins Castilho Assessoria de Biblioteca, Documentação e Informação PUC-Rio Departamento de Informática Rua Marquês de São Vicente, Gávea Rio de Janeiro RJ Brasil Tel Fax: Web site: ii

4 1 Introdução '%&-. / 0 '!%', ''1&2345 %'& 6%$7* +78%* %,+7* 78*, '1&34-"9.8 +%& + % +%& & & *(, :&,%& %&+&!; < 2 6%' %)*%= %*'',+%&! % %& %+> 00,+%& %& %**%, 70:;%2 %67%&& '' 0, + ' %& 0 = 7 ** &7 00;*! 7%& %*' 2 :' ' +%& )%' 0 +%& ( / 6&34'&10,?0%2&,0(1', 1

5 +%&:;%* %&7( : % + %1!'2-'.*7&0 -. ABBC DE ) ABBF & G H KGHIBFL 1.1 Organização da monografia!() % 6M0A%) %& %! 0 % *(, & %& * &% 6M0D &!" %!! 0 *+%&&* %%&% 10 M0C)!%& %*& +%&%& 1>1, 2 Soluções e provedores de serviço de IPTV 2.1 Soluções :%) %%) %6%)& +%&+%&'!%)$ M0 "0 "0, +%& 2

6 :&%)% Microsoft TV IPTV Edition G!KGBFL' 0* % : N-MMO.7-.'%%&-. 0%&0*-HO.P,% *' ' (,&+ - ; ABBF.! & M " " M M + M ",=%&,: :#/ (a) (b) (c) Figura 1: Telas da interface com o usuário da plataforma Microsoft TV IPTV Edition. Guia eletrônico de programação (EPG Electronic Programming Guide) em (a) tela cheia e (b) tela parcial; (c) seleção de VoD; (d) interface de gravação de programas. :#A*%&G!' *%& %&;%8%&0 8+%& (d) 3

7 Figura 2: Arquitetura da plataforma Microsoft TV IPTV Edition Cisco IP/TV Solution : %& M KMBF MBF MBFL' +%& : %) &0 2 N %) %& N :%&;$+%& :+%&-!.',*%& 0 +%&,!'%&%) 1M!''+1 'G *0 G :#D+%&$ %&1%&1%&0 4

8 (a) (b) Figura 3: Telas da interface com o usuário da plataforma Cisco IP/TV. (a) Grade de programação; (b) transmissão ao vivo; (c) transmissão sob demanda. 6-.'1* M-".! ;%&%) 6- #$.'+*'1 0 - %&''##$.'! ;(-. -.:'* 7 (c) Orca Interactive RiGHTv : %& HIP 6 K6BFL' % 5

9 %6' %)$Q6Q QHM 6HIPQ6-().%& %0 6 HIP Q -(* $.*% %&:%& ;%&%&%& %&%, 6HIPQH-(.*% %%&+ +-%HO+!,. 6HIPM'1%&%& %)%6 %&-Q6Q QH.%)1&0!%)$HIP"5"R %&%&, + PG9 S"8 > :%&181%&,,T % :%&6 0:# C%& Figura 4: Diagrama da solução RiGHTv Envivio MPEG-4/H.264 IP Television Solutions :!(% &G!IC?PAJCK!BFL!& $ M0-&.&-&.8 "+&0-&#.8 6

10 0-&!.8 " %& 0 G!IC?PAJC +%&HU T G -"$$.8 -&-.%&% <%&,0 ;%-%&.8 #7G!IC-&.8 " ; **)%&-&. :#F10&-$ <%&, (a) Figura 5: Exemplos de portais da solução da Envivio. (a) Guia eletrônico de programação; (b) catálogo de VoD. :#J%&%&! (b) Figura 6: Integração entre os componentes da solução da Envivio 7

11 2.1.5 Huawei IPTV Solution : %& P KPBFL' (%!%& M9,MMT %)PR :' & 0 %& ; % 2 T ' -. :%&! A 0%&7 6!7%!; <%&';%-, %& 0.! %& :%&2%& 67,0' G!I *%&-.,6'* %&%&10 G!IAG!IC:M?PAJC 6010 %& 7! (M=-+!,.* 7 ( 0 * ) %& : %& ' %& 7 2& 70:'M:-..HG-. %& %& ' ; '! P *G!IC:M?PAJCG!IA :#E*%&P A '%& '0 8

12 Figura 7: Arquitetura da solução da Huawei Comparação entre as soluções : / %& %) %&*% + G! -"T. M?" -PT?"T. 6 HIP -"T.!"## $ M 8 8 H8 PG M 8 M 8 8 H M8 "8 "8 I8 M-T G. "T$?"8?G8? PT$ M?DCBB" Q -.8 Q6-.8 QH-H.8 M- >1%& "R. GT G G!I/8 G!IA8 G!IC"8 PAJ/8 GD8 ::M9M 0 2%& P8 H8 H"8 GG" H8 H"8 G!IA" 0 2 %& 9

13 ! G!IC? PAJC " -PT?"T. P " -PT?"T. M 8 M 8 8 H8 T8!8 M CM-.8 CM-.8 C"-0.8 C-.8!-O.8 C#-%.8 CG-.8 CG-;. G8 P8 "8 "%& 78 "1 G!IC :M?PAJC8 G!IC:"8 G!IC" G!IA8 G!IC :M?PAJC G!IA" 58 G!IA" H8 G!IC H8 H" VPT $%&8"T $%&8PT?"T $%& Tabela 1: Comparação entre as soluções comerciais de IPTV 2.2 Provedores de serviço :&*(,% *&+%% Telefónica de España :>!WABBC%,!':"96% CF-(ABBF.KBFBFBCBFL!%&CF/F,0 2%%)-&.+%&' :# X,% 10

14 Guia eletrônico de programação Seleção de vídeo sob demanda Canal de TV com mini-guia Reprodução de vídeo sob demanda Notícias Acesso à Web Figura 8: Exemplos de telas da interface do usuário do serviço Imagenio 11

15 2.2.2 PCCW : MMT %) P R % CAB-ABBF. = % % ABBD&7: %',M9KMMT BFMBFL FastWeb :#T %) % 1& "9 6 % % ABBD ' &%0: %%2T :* %#T '/JB- ABBF.K#BFL Swisscom : %) 0%" + % G ABBC ABBF!%&0 %&0%)1-0&.:&%% 'ABBJK"BFGBFL British Telecom : %)N(+%& %0ABBJ+ :%&+,G!,+&(1', % 0 ' 6 %%,ABBJKIBFL Comparação entre os serviços : A %& % %& % % ABBF 12

16 % & ' <! M8!W M,8 8 :T 8!8 %)- &.8 9+%&-.8 P MMT = PR M8 M7 #T #T, " "0% M8 8!8 :T M8 8 H8 %)1-0 &. M8 Tabela 2: Comparação entre os serviços de IPTV #())*!%&!%&!%& +?ABBC?ABBF & %ABBJ 0 ABBJ & % ABBJ 3 O Padrão DVB-IP 6&,!""/BABDCK!"BFL %ABBF(SM-/.*! 5-"* 0.M!=!9!M-1 "1 +"2"3.!"-" #.!;(%)+ %!' %& G!IA G!IA " % &-,. %&-. %7!%) * +%& % & ',' &G!IA"%& ":%)D/DA :%)& 13

17 3.1 Aspectos gerais do padrão MPEG-2 Systems 6&G!IA"'%&"6?!M/DX/X/K"6BBL! %& 1, 0 &+ Figura 9: Estrutura de multiplexação do MPEG-2 Systems 6 1 %&, 0 &!"-,4"#. 61-" #.%&( 1!"*7 10!'(116 ", 61-" #. 710!' (+&; '6"1/XXM -.1*(1!",01 :+%&1''%& 1-" #.1 1-MH, 5. M 1 1 >*'+ MHG!IA"* +%& 1 ' "!" :'!"1G!IA'' %& 0 -" #5 5.! +%&*)6& "$ :-..$ G G-.$1!" 14

18 M:-..$+1 =-+!,5.$N0 *Y;+%&#G "- #.$ 1 :#/B+%&"%&1 1 Identificadores de tabelas PMT Seção PAT PID da PMT 1 PID da PMT 2 Seção PMT 1 Identificadores de fluxos elementares PID do fluxo Vídeo A PID do fluxo Áudio A Seção PMT 2 Identificadores de fluxos elementares PID do fluxo Vídeo B PID do fluxo Áudio B Fluxo Vídeo A Fluxo Áudio A Fluxo Vídeo B Decodificadores Fluxo Áudio B Figura 10: Identificação de fluxos através das tabelas PSI 3.2 Aspectos gerais da especificação DVB-SI 6 ' ( ) >!)& -&. M-. "-&'. GP-!.6!"-" #. +%&! 1 0 & G!IA" %) % & " K!"BC!"BCL!%)1,%&%? 1'%&, % 6 "+"&G!IA"%& $ 15

19 :-*3..$;%) %-3. % "-#$.$ % 1 %!-"$5.$ 0%& H"- #.$* 6 -.$5M 6- ) 5.$ 5 "-#5.$7(, "-# 5.$ 1 -. %&",1-5.$ 1 -.'%&"10 = "%'( $ 7!,7$1, 77$1G!IA" $7$ %-. 1 G!IA" :#// "*&, G!IA"*&1 "7 > Figura 11: Tabelas do DVB-SI 16

20 3.3 A arquitetura DVB-IP :#/A % 6" Figura 12: Pilha de protocolos para serviços DVB-IP :%% %)%? (*)% :10 6 PM5 %)%%&%& "Z"-#$$#.:%)"Z"& ' " % P%6%="++ %6%& %&%&DC &,%&DF 61,0%)%&1 1 G!IA " K"6BBL + G!IA " & %&0&6 IG K!#BAL' + 161G!IA"H +%&HMIG% &%&DJ 6 PM + % " +%&, %&DE! %&', %& % +%&+PM 6 "= = >(> +%&1 17

21 6 ' %&,'QG9N %&PP 3.4 Descoberta do serviço 6& %0 :%&%,%)%( 6% &$ 2*-2$ *.$%& -.$%7 +%9G $ #-#$ "1!'* *%,'1 =0%&* %&', +1!%) %&>1', " #)#$ " 1 " G!IA"!'**%&* %) "= %+%& %%)% Identificação do serviço 5%'0=" 6 % & ' $ ( ' - 7!,7 77$7. "8 1 [ \\%][\\0\\]( %& %-. 0GPK!"BDL Registros de SD&S : %) %& %-"Z" O#$ $ #.&QG96*QG9 1&1MK!"BFL :%)"Z"&F1 &%)"Z"$ %8 18

22 %&8 %78 %8 % 6%&"Z"'X D +, B1BB B1B/ B1BA B1BD B1BC B1BF B1BJOB1!# B1#BOB1## -,. H % "%& "%7 "% % H Tabela 3: Valores de Payload ID dos registros de SD&S 6QG9"Z"' ', :' %)+ +)"Z"6 &17%&"Z"( M ' QG9, ' -#./J:%)& &XU%& &+>AFF *)"Z"% + 6,1'DB :#/D"Z" Figura 13: Relacionamento entre registros e segmentos de SD&S 6"Z"'-. %&-.:%& 19

23 6"Z"& %&DCX Etapas da descoberta do serviço 6%$ /!%8 A!%8 D!%% Pontos de entrada 6%$ 5 % :=:$ AACBAD/C-". 5="H#MAEXAK!#BBL6%' 7$$'0 %$$8$8 7$$878$8$8 7$$878$8$8 ** ="0H#MAEXA=% 0 5="'0 PM +%& 1 7$$ PM-%&/F.!% %& ' * M;" ',%&, Informação de descoberta de provedores de serviço :%)"Z" %&$ =0="% & **%& %& =%, %&-.%, 20

24 9+%&-5H."Z"% $ %& % 0 5H+%&D 9*;%& %)^> "Z"(( -&"Z"& %&DCX. :"Z" %,K!"BFL Informação de descoberta de serviços 6"Z"% ;%) $ =0="% & **%& %& :'%)"Z"% ;%)0%$2* #-# 2* #)# 6 % ' + ; % =%) %+%&* 6%'%, 6"Z"%2* #-#;%), +%&%0&" %)0%& >1', ":'%) %)& %2* #-#$ =="7%0 % %&% %&DC/ 9+%&%*%5H9 H" 6"Z"%2* #)#;%),%0*, + %: %) 0 &%2* #)#$ =="7%0 % %&% %&DC/ 21

25 =%, -6.%&%, -6.%&7%%& 1$'0 % K!"BCL1$ & GP -6. 7* 7 *&%1$;,:''7-6.%% -6. %& * ' ''>%& 7'>% -6.#,%&%* %&%-QG9 ". "6&'QG9 9+%&%*%5H9 H" 6"Z"%;%), 0+%&, 7!&;%&7: %) 0 &? $?! ' % =,, -6. %&, 9+%&-5H., 5 *%& P 5H 0 * &%& K!"BFL 5%+;%2 %!%)& "Z"3"Z"% %4: %) 0 & %$ =0="% -6.%="7 %0%M& ( % + ; 2 %% 22

26 6 7 "Z" & ' %((% 75% &:%) 0&%$ % =, 9 %*)=" 0% :"Z"%,K!"BFL Seleção do serviço 5%'H"IG "%&-9G.&6 1 & & 0 &!%9G ' IGS6=9!:!6+ %&%%%&,%&IG 6%1*1 1 +%& +%& % 9G 0 +) & %& %= +%& %%* + H" %&, 6N,%&IG& ''"!5H":%&DF, +%&H" Mecanismos de transporte dos registros de SD&S 6"Z"%% Multicast 6 &QG9 %)"Z"5!'*#9# - ".,#/C 23

27 Figura 14: Formato do pacote DVBSTP :%& ",1$ :;$&3BB4 $:$;$H3BBB4 ":";$ 7-.*>, 3BB4*; 5 :;$63/4%MHMDA >(* #+2#+ # #4$ & *+ '7%)* * +%&' $ 7" 0 &D # $ 17% &,7 # $ & U & # &+>AFF #+$=7%&:%& + 24

28 2#+$=77%& :;$ & 7 &63BBB4*&,& $- :;$63/4%#$$ % $ 2 :72"+;$ 7 *Y; DA %>>#$$ ^ % % #$$$%! % C! ' > %+% $$61N &%&& " 7C $M7*7 $MDA%&6MHM' 7%)*) :& %)' *: +%&%)& "M %&155 1%& '7 %)7%&-#+.:> MHM :#/F%) Figura 15: Relacionamento entre registros, segmentos e seções 25

29 6%&',1-JFFDF C.%5 %&&*,1 %&(*&1G5-0.=!* G5 %& /CFA " %) 5 +* "Z"% &<*' DB%&DCA5, + 1 Unicast %)"Z"+ P %)"Z" P$ GET /dvb/sdns request HTTP/1.1 CRLF Host: host CRLF = %& %& %3_7$'% %) "Z" %& DCC : *%& N * 3:994* %& % 0%0 * %&, *%& P%&%&%$ GET /dvb/sdns/sp_discovery?id=all HTTP/1.1 CRLF Host: host CRLF GET /dvb/sdns/sp_discovery?id= DomainName HTTP/1.1 CRLF Host: host CRLF :2%&P % QG9"Z"%)% %& DCF! & & =%&%&2% %3_$7$'% "Z"%*+%& "Z"%%&DCF: *%&;N>$0 %%-.%&-#. N & "Z" % 6 *%&N*&* *>, (&0 26

30 1*%&12%& %8$ GET /dvb/sdns/service_discovery?id=sp.com&payload=02&segment=0001 HTTP/1.1 CRLF Host: host CRLF :2%&P%% QG9"Z"%)% %&DCJ 6"Z" %%&M& *&"Z" 3.5 Utilização de RTSP no cliente 6& &17 M%&DCJ%& %-"Z".;+%&%M (H"+%&'5H9H" :H" + 1& M * H" 0*( 610H H"! &+%)%& 55! 6 DH"(' %H"$ 2$ *-2*.$ & * :%&'10&, %)%&-55!.6 10 *!, -*!.$"2*' %&%)%&610 :%%& '*,&0%& -.$*,0 %& * ( %) %& 'H" % $ $ :==65=M!-. 27

31 !"MH!-. I!7:H:G!!H-. 66="->. :5"!->*! 8&2*. 9:`->. "!5->.!:H6T =->. %&$ :==65=M!-. I!\:H:G!!H-. 66="-. H!H!M->. 6 ':==65=M!' + + %)%'"Z" %%&DCJ =&%2*H"* >, & 1-1 *.:'*%7 *& 1%& H"''"!5H" %%&1%1:> IGS6= H"6%1 + + ##5 -""G. IGDK!#BAL%&1 IG9!:! :%H" >* K!"BFL 3.6 Transporte do fluxo MPEG-2 TS 610,*)% &1 1G!IA-G!IA".51G!IA", 6G!IA"1/XX!& AAFB M H '7G!IA" *H1 6H'5*+': #/J 28

32 Figura 16: Formato do pacote IP para transporte de MPEG-2 TS 67G!IA"*5',1-JFFDFC.! G5&1%&* 1 * 7 -!!XBAD99M.7G!IA" "%H7 G!IA"* G5 6 % H & #/E G!IA"GA-DD. P+*& + 2 ; 1 H#M AAFB H' + G!IA " H &' + G!I 6 '%&H&' %&06('+ %&+ 6%H&H#M Figura 17: Formato do cabeçalho RTP 5(HHMK!#BDL( %)*%&H '' * %& 29

33 6&>$>-.>-$.6>& 1H,0 &-7. 6 > &, 0%&-(. 6 > +%& 1-1.;$ 1H =M%) 1%;1 ;6% +=&AB 6%&>* %'& >-$.+) 6 1 :-.. G-.%&G!IA"! %& "1 % #)#G!IA & =% #-#1, " 1%& =-+!, 5.* & 1& *%% % H#M %& K!"BFL 3.7 Inicialização do terminal de acesso +%&'' PM %, % =" 5!, T ="?= 6":' PM % ="= +%& > 6 ' PM % >1 +%&- PM M ( P$ %& $ % &8 U>H:G8 U>>8 6 * M, %& + 30

34 %&-%&1* ** 1&. :>%&1+ % 4 Conclusões :+%&%,,!: %&aa %) %'2 6'2'&10 <'"9 *%,! %(,%&&MMT P R#T,>!W & %) % 6& 7*(0% %& : *&& +%&! &$ %& %&7%7 %&%&*) %&%% :'*>% &'"' '' "9:% +0-.'07: 1&7 %0$, %& : % % '%& ' < P, %& '07-.:* &' *Y; &'!', *,-.+ %&*,,:+%& % * 1 31

35 6 '% %),**!' %aa= *)7+%& &70 *%& 1: 0 % 0 ' %&,'+%&,0, &*) *0*P1 /BG1:%* %)*) 5 Referências Bibliográficas K:BFL : S $??+?CEAFXB/X? %ABBF KMBFL M " $????bab M9ABBF KMBFL M? DCBB " " 5 I $??????????FA?DCBB?1:/A?/B?ABBF KMBFL M? " 5 I H F/ $??????????F/?\?1:/A?/B?ABBF KMBFL M? 5 I H F/ $??????????F/?\?1:/A?/B?/BBF K!BFL! T $????: /A?/B?ABBF K!"BDL!""/B/X/A/D/ -.8GP -GP."/BDABBD K!"BCL!"!=DBBCJX/J/ -.8" "-". ABBC K!"BCL!" H/B/ A// /J/ -.8 I "-".ABBC K!"BFL!" "/BA BDC /// -.8 G!IA " = ABBF K#BFL#T T "$???:DB?//?ABBF KIBFL I H $ R $???ABBF?BJ?BC?\\\\ (ABBF 32

36 KIBFL G KPBFL P T $??????: /A?/B?ABBF H#M//AA H* P M 9 -D." H#M ABDB" = -"=. C C K!#BBL!#H#MAEXA:="HH-=""H. ABBB K!#BAL!#H#MDDEJIGDABBA K!#BDL!#H#MDFFBH$:H:ABBD K"6BBL"6?!M/DX/X/I $"A%&ABBB KGBFL G $! $????!1:/B?/B?ABBF KGBFL G! M" M"$" G MABBF KGBFL G G# M7 G!IA G!IC H G9>G05MHABBF KGHIBFL G H I I # O ABBF $???6M\I\#\BXBFABBF K6BFL 6 T $???: /A?/B?ABBF KBCL > > :"9 G ABbABb#DbABbAB:"9bABbABGbABbAB 33

37 KBFL > ' c*' d $?????ABBFBJDB\E??b#Db KMMT BFL = T " $???? :/F?/B?ABBF K"BFL " #1 ABBJ $???IPU??G?G?ABBF?ABBFB FAJ\BD\\d_AJ?BF?ABBF KBCL%&M,>H> 9>G05MHABBC KBFLOGM5>!WABBF KBFL T " $????:/F?/B?ABBF 34

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! & #$& % '()) '()' 4 )* * +, ' -./ )* 0' ( ' 1% +, 2 ' 3 -./ $ * + *,-. / #. 0!  1 $ 2 3 # $ $ % & ' 4  *.!  * 5 5+ * 6 7 # - 7 # ( $ % & ' ! " # $ % ! &" #$& "% '()) * + *,-. / #. 0! " 1 $ 2 3 # $ $ % & ' '()' 4 " *.! " * 5 5+ * 6 7 # - 7 # ( $ % & ' 4 )* * +, ' -./ )* 0' ( ' 1% +, 2 ' 3 -./ $ 3 4 SUMÁRIO MATERIAL DE ATUAÇÃO PRÁTICA PARA

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