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Jornadas ATVC 2013
Headend IP / DVB
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INTRODUCCION
1. Head-ends DVB para cable digital
2. Incorporación de la tecnología de infraestructura IP al
cable
3. Reaprovechamiento para otros tipos de redes
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HEAD‐END DVB NO IP
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LIMITACIONES
• Poca versatilidad• Problemas para ampliación• Esquemas de
redundancia complicados• Limitación por distancias• Costos de
equipamiento, cableado y
conectorización• Advenimiento de la HD y la UHD
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LIMITACIONES
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HEAD‐END DVB IP (esquema 1)
Switches de broadcast
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HEAD‐END DVB IP (esquema 2)
Switches de ingesta Switches de broadcast
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MARCO DE REFERENCIA
• Transporte MPEG• ISO 13818-1 (Transporte y tablas PSI)•
ETSI-EN 300 468 (Tablas DVB-SI)
• Red IP• Familia IEEE 802.3 (puertos físicos)• IEEE 802.2 SNAP
/ Eth II (encapsulamiento eth)• IPv4,v6 (protocolo IP,
direccionamiento)• IGMP v1, v2, v3 (protocolo para tráfico
multicast)
• Encapsulamiento MPEG-TS• UDP (RFC768), RTP (RFC3550)
(protocolos)• SPMTE 2022-1 y 2022-2 (transporte y FEC) • ITU-R130
(recomendaciones)
Hablamos de MPEG-TS over IP (MPEGoIP)
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TRANSPORTE UDP
• Comunicación sin conexión (handshake)• Medios no confiables
(drop, jitter, order)• Entornos en tiempo real• OSI transport layer
(capa 4)
• 7 paquetes MPEG-TS por cada paquete IP• 8 Bytes por cada paq.
UDP (UDP Header)• 20 Bytes por cada paq. IP (IP Header)• 7x188+8+20
= 1344 Bytes/paquete IP• ~ 2% más
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TRANSPORTE RTP
• Similar a UDP plano• Pensado de forma nativa para
rt-streaming• Permite igualmente unicast y multicast• Control de
paquetes fuera de secuencia• De-jittering• OSI transport layer
(capa 4)• Admite FEC
• 7x188+8+20 = 1344 Bytes/paquete UDP• 12 Bytes por cada paq.
RTP (RTP Header)• 1344+12 = 1356 Bytes/paquete RTP• ~ 3% más
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•1 a 7 paquetes MPEG-TS•Syncing byte (0x47), PID, etc.
+•Sequence number, timestamp•Redundancy•Payload type
+•Source/desination PORT•Checksum, length
+•Time to Live (TTL)•Source/destination logical IP
address•Protocol•Checksum, length
+•Source/destination MAC address•Type of protocol•CRC
ESTRUCTURA DEL FRAME ETHERNET
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MODELO OSI
Dominio de routers y switches
Dominio del equipamiento y software especializado de headend
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MULTICAST IP v4
• Clase D. Espacio de direcciones: 224.0.0.0/4 (224.0.0.1 ~
239.255.255.254 > 267M dirs.)
• Direcciones mac virtuales (LSb of the MSB =1)• IGMP, grupos
multicast (RFC 1112, 2236, 3376)• OSI Data Link layer e Network
Layer (capa 2 y 3)
5 bits
Eth: 01:00:5E:xx:xx:xx IP: Ex.xx.xx.xx (x є Hexadec.)
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UDP MULTICAST / IP v.4
• Soportado por la totalidad del equipamiento del mercado
• Demanda de baja latencia y alta eficiencia para aplicaciones
real-time
• Simplifica los esquemas redundantes• No depende del límite
físico de velocidad• Puede coexistir con otros protocolos y ser
gestionados como un todo• Amplio desarrollo de técnicas en
routers y
switches.• De fácil escalabilidad
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IGMP SNOOPING / QUERIER
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SWITCHES
Soporte Layer II (unmanaged)
Layer II+ (managed) Layer III (managed)VLAN NO
SI SI
IGMP v1, v2 NO SI SI10/100/1000 base‐T SI SI
SI
IGMP v2, v3 NO NO SIPIM routing NO NO SI
IGMP snooping NO SI SIIGMP querier NO (depende)
SIPort mirroring NO SI SI
Trunking NO SI SIStackeable NO ? SI
QoS (depende) SI SIHigh switching rate NO (depende)
SI
SNMP (mgmt) NO SI SIRedundant power supply NO NO
SILayer 3 routing protocols NO NO SI
Costo Bajo Bajo Elevado
Recomendado para
Management oUnicast, poco tráfico
ManagementUnicast, multicastMultifuncional
Alta confiabilidad, misión críticaMulticast
alto tráfico
Interconexión con red de distribuciónRedundancia en capa 3
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GbE LAYER III administrado
Marca Modelo Precio Moneda
HP HP 3800‐24G‐2SFP+ $ 5.375,43 U$D
Cisco WS‐C3560X‐24T‐S $ 3.485,26 U$D
Dell PowerConnect 6224 $ 1814,00 U$D
D‐Link DGS‐3620‐28TC $ 4.110,00 U$D
GbE LAYER II+ administrado
Marca Modelo Precio Moneda
Allied Telesys AT‐8000GS/24‐10 $ 915,00 U$D
HP Procurve E2510G‐24 (J9279A) $ 975,00 U$D
Cisco SRW2024‐K9‐AR $ 707,90 U$D
Trendnet TEG‐240WS $ 1.049,30 U$D
NetGear GSM7224‐200NAS $ 689,60 U$D
D‐Link DGS‐1210‐28 $ 398,00 U$D
SWITCHES
(Ref. valores nacionalizados + IVA, fines 2012)
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¿POR QUE NO UNICAST (EN EL HEADEND)?
• Sólo cuando no queda otra• Implica volver a pensar en
interconexiones:
Un paso atrás• Prescindir de la redundancia o multiplicar el
tráfico• Nos obliga a conocer y mantener
direcciones IP de destino• No permite monitorear el tráfico en
su
contenido
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IP EN LA RECEPCIÓN
• Un receptor para uno o más canales• Desencriptación de
múltiples canales• Salida habilitada MPEGoIP• Posibilidad de
extraer nSPTS o MPTS• Opciones de pid remapping y filtrado de
tablas• Algunos modelos comerciales:
• Motorola DSR-4410(MD)• Cisco D9854/24 c/MPEGoIP• Coship
P5000/8000• Wellav UMH-160
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IP EN EL ENCODING
• Tendencia a olvidar la identidad 1 canal = 1 equipo
• Nuevas soluciones de encoding: Server multi-core CPU/GPU
• Mayor facilidad para obtener fuentes IP• Redundancia a nivel
aplicación/server• Nuevas soluciones multiformato• Algunos modelos
comerciales:
• Envivio 4Caster G4• Elecard CodecWorks• Elemental Live
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CASO DE ESTUDIO
Ingest switch
Broadcast switch
(internal)
VLAN 2
IP Input board
IRD x4 board
IP IRD
IP IRD
IP IRD
IP IRD
ASI IRD
Bulkrecoding
VLAN 2
VLAN 1
VLAN 1
VLAN 1,2
Bulkrecoding
VLAN 1,2
VLAN 2
QAM output board
SUM
Scramblingboard
IP Output board
ASI to IP
Red IPTV
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CASO DE ESTUDIO
Backplane
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RUTA IP DE LA SEÑAL
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OTRAS REDES
• Contenido apto para un headend de IPTV• Scrambling AES•
Transporte por IP/UDP multicast SPTS• Compresión h.264 SD y HD•
Alta capacidad de salida• Manejo de backups de señal• Posibilidad
de conexión a un CAS
central• Fácilmente complementable con
servidores de VOD y middleware
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CONTEXTO
Red del operador
Hogar digitalizado
HeadendIPTV
Contenido lineal multicastContenido VODMiddleware /
metadatos
Internet
Enlace F.O.
Satelite
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EL CAS Y EL MIDDLEWARE
Contenido lineal multicastMiddleware / metadatos
Contenido linealMulticast encriptado
-Certificado paraDesencriptación-Validación por MAC
-Gestión de dispositivos-Metadatos, EPG, apps-Control del
contenido
Controlenctriptación
Enlace F.O.
Satelite
STB IPTV
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CONCLUSIONES
• Aprovechamiento del sistema DVB unidireccional para brindar
una alternativa tecnológica para IPTV
• Centralización de la solución de CAS y de Middleware para
soluciones en la nube, más competitivas
• Conjunción viable con otros servicios complementarios (VOD,
catchupTV, OTT, etc.)
• Tendencias en los decodificadores
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FIN DE LA PRESENTACIÓN
Lic. Pablo Javier Ferná[email protected]
