|
بخش اول : معماري بر اساس اجزاي شبكه شكل زیر مدلي از رابطه منطقي اجزاي مورد نياز در IPTV ، براي ارائه سرويس ويدئوي درخواستي (VoD) و سرويس Broadcast ويدئو، و همچنين روابط آنها در لايه Application ، را بيان ميكند. بر اساس اين مدل اين اجزا به سه دسته كلي تقسيم ميشوند: · اجزاي Video Broadcast · اجزاي ويدئو درخواستي (VoD) · اجزاي مشترك بين دو قسمت مذكور
 اجزاي Video Broadcast: رمز گذار همزمان (Real-Time Encoder) رمزگذار همزمان سيگنال هاي زنده را از وروديهاي مختلف اعم از ديجيتال يا آنالوگ دريافت نموده و آنها را به Stream هاي فشرده ديجيتالي تبديل مينمايد تا بتوانند به صورت بسته هاي IP (IP Packets) درآيند. ورودي رمزگذارهاي همزمان ميتواند سيگنالهاي ديجيتالي نظير MPEG-2 بر روي فرمت ASI باشد و يا سيگنالهايي نظير PAL يا SECAM يا انواع سيگنالهاي NTSC باشد. در هر صورت خروجي رمزگذار يك جريان از كپسول هاي ديجيتالي است كه بر اساس يكي از استاندارد هاي رايج نظير MPEG-2 يا WM9 يا MPEG-4/AVC يا امثال آن فشرده سازي شده است. اين جريان بر روي پرتوكل اينترنت ميتواند بر اساس يكي از پروتكل هاي انتقال مانند UDP و يا UDP/RTP صورت پذيرد. اما در هر صورت رمزكننده هاي همزمان كه براي كد گذاري كانال خاصي تنظيم شده اند به اجزاي كنترلي ديگري ما بين خود و ساير اجزاي IPTV احتياج ندارند. برنامه هدايت الكترونيكي (EPG) EPG اطلاعات لازم، در مورد اينكه چه كانال هايي بر روي شبكه IPTV ، به صورت Broadcast قرار گرفته اند را در اختيار مشتري نهايي (كه يك IP STB است) ميگذارد. EPG اغلب به صورت يك سرويس دهنده HTTP برنامه ريزي ميشود و كاربر كانالها را در قالب صفحات وب مشاهده ميكند. EPG وظيفه كنترل مجوز عبو و سطح دسترسي كاربر را نيز بر عهده دارد. از سوي ديگر EPG ممكن است مسئول شخص سازي صفحات و نحوه ارائه بسته هاي سرويس هاي گوناگون نيط باشد. به همين دلايل EPG بايد با بانك اطالاعات كاربران نيز در ارتباط كامل باشد. بعلاوه، EPG براي فراهم كردن ليستي از كانلهاي قابل دسترس، يك آدرس IP Multicast به كانال ها اختصاص ميدهد كه در شبكه IP مورد استفاده قرار گيرد. IP STB ها از طريق اين آدرس، پيام هاي IGMP كه در زمان پردازش براي تغيير كانال ارسال ميشوند را، مورد استفاده قرار ميدهند. گيرنده Broadcast گيرنده Broadcast ابزاري است كه روي STB اجرا ميشود كه محيط و ابزار هاي كنترلي را براي سرويس هاي ويدئويي Broadcast فراهم ميكند. همچنين گيرنده Broadcast در تركيب با EPG مجوز عبور و سطح دسترسي كاربر به كانالهاي مجاز را كنترل ميكند. كه غالبا توسط پروتكل هايي نظير HTTP با يك كليد مخفي (مانند زوج PIN/UID) انجام ميشود. گيرنده Broadcast كانالهايي ر كه در دسترس قرار دارند را بر اساس اطلاعات ارسالي از EPG و پيامهاي رد و بدل شده IGMP براي كاربران پخش ميكند. از آنجايي كه بستر مخابراتي IPTV معمولا از نوع DSL است و معمولا تون پخش بيش از يك كانل را در زمان واحد ندارد. ارسال كننده تصوير بايد اطمينان حاصل كند كه بيش از يك Stream براي STB ارسال نميشود و اعلام اين مطلب نيز بر عهده گيرنده Broadcast است لذا ارسال پيامهاي IGMP براي توقف Stream و يا تغيير كانل از طرف گيرنده Broadcast انجام ميشود. اجزاي ويدئوي در خواستي (VoD) براساس شكل فوق، اجزاي سرويس ويدئوي درخواستي عبارتند از: سيستم توزيع منابع:(Asset Distribution System) ADS موظف است محتواهاي تصويري را از توليد كنندگان آنها دريافت كرده و بر اساس قواعد بازرگاني از پيش تعيين شده اي به مكانهاي مختلف در مجموعه شبكه VoD تحويل نمايد. اين محتواها ميتوانند از روشهاي گوناگوني براي ADS جمع آوري شوند، مانند دريافت محتوا از كانال هاي ماهواره اي و تبديل آن به فرمت هاي قابل انتقال و يا كپي كردن از روي ساير سرورهاي شبكه و .... ADS اطلاعات Metadata كه همراه ويدئو است را ويرايش كرده و به آن مواردي نظير قيمت ويدئو، حق اشتراك سبدي كه فيلم بخشي از آن است، روش توزيع و... را اضافه كرده و يا در صورت وجود با شرايط بازرگاني خود منطبق ميكند. و در نهايت نيز ADS محتواي مذكور را روي سرورOn-Demand Resource Management در محل ديگري ميكند. Navigation Server سرور Navigation اطلاعات لازم از فهرست ويدئو هاي در دسترس را در اختيار نرم افزار مربوطه در STB قرار ميدهد. اين سرور معمولا اطلاعات خود را بر روي پروتكل HTTP ارسال ميكند و طبعا در سمت كاربر به صورت صفحات وب قابل دريافت خواهد بود. براي سرويس هاي حق اشتراكي Navigation از اطلاعات موجود در بانك اطلاعات كاربران نيز استفاده ميكند، تا مشخص كند كدام فهرست از ويدئو ها با سرويس دريافتي از سوي كاربر مطابقت دارد و ليست آنها براي كاربر نمايش داده شود. Session Manager اين قسمت مركز ارتباطات براي درخواستهاي VoD است كه از سوي كاربر و توسط STB ارسال ميشوند. تمام منابع گوناگوني كه براي ايجاد يك جريان ويدئويي (Video Stream) لازم است تا محتواي درخواست شده را به كاربر برساند توسط اين قسمت مديريت ميشود. در بسياري از تجهيزات و نرم افزارها، Session Manager به صورت يك قسمت منطقي در محصول قرار گرفته است و نامهاي گوناگوني هم براي آن ذكر شده است. وقتي كه Session Manager يك درخواست را از كاربر دريافت ميكند. ابتدا مجوز كاربر را براي دريافت درخواست مذكور از طريق سرور صدور مجوز (Entitlement Server) بررسي ميكند. اگر مجوز صادر شود سرور مذكور اطلاعاتي را كه شامل فرمت رمزگذاري و برخي اطلاعات ديگر امنيتي است به محتوا اضافه ميكند. وقتي پاسخ مجوز دسترسي براي Session Manager ارسال شد، تصميم گيري در مورد ساختار Session مذكور براساس IP Subnet گيرنده انجام ميشود. سپس با On-Demand Resource Manager براي درخواست از منبع ويدئو (Video Pump) ارتباط برقرار ميشود تا محتواي مورد درخواست آماده ارسال به STB شود. اگر محتواي درخواستي نياز به رمزگذاري همزمان داشته باشد Session Manager از CAS يك كليد براي رمزگشايي دريافت ميكند تا براي رمز گشايي از محتوا در اختيار STB قرار گيرد. اكنون تقريبا تمام موارد براي پاسخ به درخواست آماده است و Session Manager به STB پاسخي را ارسال ميكند. اين پاسخ شامل اطلاعاتي در باره پارامتر هاي IP/UDP/RTP براي جريان ارسال محتوا و در صورت كدبودن محتوا شامل كليد رمزگشايي است. و در نهايت شامل IP مربوط به منبع محتواست تا STB از طريق آن و با استفاده از پروتكل RTSP اطلاعات مربوط به جريان محتوا نظير FF, FW, Pause , … را براي منبع محتوا ارسال نمايد. سيستم صدور مجوز: (Entitlement System) سيستم صورد مجوز تعيين ميكند كه آيا كاربر مجاز به دريافت محتواي درخواستي هست يا خير. اين سيستم اطلاعات مربوط به نحوه قرار گرفتن محتوا هاي مختلف را در بسته هايي كه كاربران از طريق آن محتواي مورد نظر خود را انتخاب ميكنند از ADS دريافت ميكند و بر اساس آن يك بانك اطلاعات براي خود ميسازد. وقتي كه سيستم صورد مجوز درخواستي را از Session Manager دريافت ميكند اين درخواست را با بانك اطلاعاتي مذكور مقايسه كرده و تعيين ميكند محتواي درخواست شده با كدام يك از بسته هاي قابل دسترسي توسط كاربر درخواست كننده مطابقت ميكند. اين سيستم به بانك اطلاعات كاربران نيز دسترسي دارد تا بتواند ميزان دسترسي هر كاربر را به بسته هاي مختلف بسنجد و پس از بررسي هاي لازم نتيجه را به Session Manager ارسال نمايد. ارسال كننده ويدئو (Video Pump) : اين قسمت منبع ذخيرا سازي محتواهاي ويدئويي براي سرويس VoD است. ارسال كننده ويدئو به يك منبع ذخيره سازي به صورت محلي يا دسترسي از راه دور متصل است. بخش Streaming در ارسال كننده ويدئو براساس در خواست هاي دريافتي از طريق On-Demand Resource Manager محتواي درخواسيت را از منبع ذخيره سازي متصل به خود دريافت و براي STB ارسال ميكند. On-Demand Resource Manager وظيفه ODRM مديريت منابع Stream و همچنين منابع ذخيره سازي اطلاعات در مجموعه ارسال كننده ويدئو است. از يك سو ODRM موظف است به محتواهاي دريافتي از ADS پاسخ دهد ، دسته بندي نمايد و محل مناسب را براي ذخيره سازي آن تعيين نمايد. از ديگر سو ODRM پس از دريافت يك درخواست از Session Manager محتواي مورد نظر را براي ارسال آماده ميكند و پارامترهاي ارسال جريان اطلاعات اعم از نرخ بيتها و ... را تعيين ميكند. ارسال كننده درخواست (On-Demand Client): ارسال كننده درخواست نرم افزار يا سخت افزاري در STB است كه درخواست كاربر را براي ساير قسمتها ارسال ميكند. اين قسمت از يك سو به Session Manager متصل است تا درخواست هاي كاربر را مديريت نمايد و از سوي ديگر به ارسال كننده ويدئو متصل است تا ويدئوي دريافتي را در اختيار كاربر قرار دهد. اجزاي مشترك بين ويدئوي در خواستي و Broadcast : سيستم دسترسي شرطي و موتور رمزگزار (CAS & Encryption Engine) : اين سيستم مسئول رمز گذاري و مديريت كليدهاي رمز محتواها در شبكه است. رمزگذاري ويدئوها مرحله دوم عمليات پيشگيري از سرقت محتواهاست. مرحله اول محافظت از طريق STB است، كه از طريق بررسي مجوز هاي عبور و سطوح دسترسي توسط سرور Navigation و سيستم EPG انجام ميشود كه در زمان دسترسي به محتوا سطح دسترسي كاربر را كنترل ميكنند و صرفا فهرست محتواهاي مجاز را به كاربر نمايش ميدهند. نوعا در CAS ها رمزگذاري سرويسهاي ديجيتال با استفاده از پيامهاي كنترل رمزگذاري (Entitlement Control Message-ECM) و پيامهاي مديريت رمزگذاري (Entitlement Management Message -EMM) انجام ميشود. بدين معنا كه رمزگشايي صحيح در STB از طريق ECM و EMM ها انجام ميشود. EMM كليدي را فراهم ميكند كه فقط توسط يك كابر بخصوص ميتواند مورد استفاده قرار گيرد در حالي كه ECM كليدي را فراهم ميكند كه توسط يك Stream خاص مورد استفاده قرار ميگيرد. از آنجا كه EMM بايد براي يك گيرنده خاص آماده شود قبلا توليد ميشود. در مورد ECM، براي محتواهاي درخواستي در زمان كدگذاري كليد ECM توليد ميشود اما در مورد محتواهاي همزمان كليد نيز به صورت همزمان توليد ميشود. Video Enforcement : اين قسمت در واقع عمليات كنترل مصرف عرض باند را انجام ميدهد. كنترل عرض باند مخصوصا در ويدئوهاي Broadcast از طريق كنترل IGMP هاي ارسالي در Multicast صورت ميپذيرد. به عنوان مثال گروه هاي Multicast از هم جدا ميشوند (مانند تفكيك تصاوير SD و HD ). اين كار در روتر هاي Aggregation (AR) انجام ميشود. رمزگشا و كدگشاي STB (STB Video Decryption & Decoding): STB شامل دو جزء جداگانه است كه بسته هاي IP را دريافت و كد گشايي كرده و از حالت فشرده خارج ميكنند. سپس براي پخش روي تلويزيون به سيگناهاي آنالوگ تبديل ميكنند. اين دو جزء عبارتند از كد گشاي ويدئو (Video Decryptor) و بسط دهنده ويدئو Video Decompressor)). وظيفه بسط دهنده ويدئو خارج كردن بسته هاي اطلاعاتي حاوي جريان تصاوير از حالت فشرده است. كدگشاي ويدئو نيز براي براي بازيابي ويدئو هاي رمزگذاري شده است كه توسط CAS يا موتور رمزگذاري براي حفاظت در مقابل سرقت اطلاعات رمزگذاري شده اند. Set Top Box : STB سخت افزاري است كه رابط بين كاربر و شبكه است. اين سخت افزار سامل مجموعه اي از نرم افزار هاي متداول مانند مرورگر صفحات وب نيز ميباشد تا بتواند ارتباط لازم را براي دريافت درخواستهاي كاربر و ارسال به شبكه فراهم سازد. يكي ديگر از وظايف STB تبديل بسته هاي IP به سيگنالهاي قابل مشاهده در تلويزيون و مخصوصا تلويزيون هاي آنالوگ است. STB ها معمولا داراي يك سيستم عامل فشرده شده هستند كه نرم افزارهاي مورد نياز را براي سرويس هاي مختلف مديريت مي نمايد. بانك اطلاعات كاربران(Subscriber Database) : بانك اطلاعات كاربران شامل مجموعه اي از اطلاعات مربوز به كاربران نظير اينكه كاربر مجاز به دريافت چه سرويسهايي است يا اينكه كاربر در سرويس مورد نظر چه بسته هايي را ميتواند استفاده نمايد و ... است. همچنين اين اطلاعات ميتواند شامل نام كاربري رمز عبور و حتي اطلاعاتي نظير شماره سريال دستگاه و ... براي كاربردهاي امنيتي باشد.
|
IPTV 
