Was bedeutet ausstrahlung. Was ist Broadcast, Multicast und Unicast (Unicast, Multicast, Broadcast). Typisches IPTV-Netzwerkdiagramm

09.04.2020 Datenwiederherstellung

In IP-Netzen gibt es 3 Hauptwege zum Übertragen von Daten: Unicast, Broadcast, Multicast.

Unicast(Unicast) ist der Prozess des Sendens eines Pakets von einem Host zu einem anderen Host.

Multicast(Multicast) - der Vorgang des Sendens eines Pakets von einem Host an eine begrenzte Gruppe von Hosts.

Übertragung(Broadcast) ist der Vorgang des Sendens eines Pakets von einem Host an alle Hosts im Netzwerk.

Diese 3 Arten der Datenübertragung werden für unterschiedliche Zwecke verwendet, schauen wir uns das genauer an.

Unicast

Der Datenübertragungstyp Unicast (Individual) wird für die normale Datenübertragung von Host zu Host verwendet. Das Unicast-Verfahren funktioniert in Client-Server- und Peer-to-Peer-Netzwerken (Peer-to-Peer).

Bei Unicast-Paketen wird als Ziel-IP-Adresse die spezifische IP-Adresse des Geräts verwendet, für das dieses Paket bestimmt ist. Die IP-Adresse eines bestimmten Geräts besteht aus einem Teil der Netzwerkadresse (in der sich dieses Gerät befindet) und einem Teil der Hostadresse (der Teil, der bestimmt, dass dieses bestimmte Gerät in seinem Netzwerk stabil ist). Dies alles führt zu der Möglichkeit, Unicast-Pakete durch das Netzwerk zu leiten.

Multicast- und Broadcast-Pakete haben im Gegensatz zu Unicast-Paketen ihre eigenen speziellen (reservierten) IP-Adressen zur Verwendung im Paket-Header als Ziel. Aus diesem Grund sind Broadcast-Pakete meist auf beschränkt lokales Netzwerk. Multicast-Verkehr kann auch auf die Grenzen des lokalen Netzwerks beschränkt werden, aber andererseits auch zwischen Netzwerken geroutet werden.

In IP-Netzen ist eine Unicast-Adresse eine Adresse, also die Adresse eines Endgeräts (z. B. eines Computers). Beim Unicast-Übertragungstyp werden zwei Endgeräten Hostadressen zugewiesen und (diese Adressen) als Quell-IP-Adresse und als Ziel-IP-Adresse verwendet.

Während des Kapselungsprozesses platziert der sendende Host seine IP-Adresse als Quelladresse im Header des Unicast-Pakets, und die IP-Adresse des empfangenden Hosts wird als Zieladresse im Header platziert. Mit diesen beiden IP-Adressen können Unicast-Pakete über das gesamte Netzwerk (dh über alle Subnetze) gesendet werden.

Multicast

Die Übertragungsart Multicast wurde entwickelt, um Bandbreite in IP-Netzen einzusparen. Dieser Typ reduziert den Datenverkehr, indem er Hosts erlaubt, ein einzelnes Paket an eine ausgewählte Gruppe von Hosts zu senden. Um mehrere Zielhosts mit Unicast-Kommunikation zu erreichen, müsste der Quellhost dasselbe Paket an jeden Zielhost senden. Beim Multicast-Datenübertragungstyp kann ein Quellhost nur ein Paket senden, das Tausende von Zielhosts erreichen kann.

Beispiele für Multicast-Datenübertragung:

Video- und Audio-Mailing
Routing-Informationsaustausch, der in gerouteten Protokollen verwendet wird.
Verbreiten Software
News-Feeds

Multicast-Clients

Hosts, die bestimmte Multicast-Daten empfangen möchten, werden als Multicast-Clients bezeichnet. Multicast-Clients verwenden Dienste initiiert (gestartet) Client-Programme zum Senden von Multicast-Daten an Gruppen.

Jede Multicast-Gruppe repräsentiert eine Multicast-Ziel-IP-Adresse. Wenn ein Host Daten für eine Multicast-Gruppe sendet, setzt der Host die Multicast-IP-Adresse in den Header des Pakets (im Zielabschnitt).

Für Multicast-Gruppen wird ein spezieller Block von IP-Adressen von 224.0.0.0 bis 239.255.255.255 zugewiesen.

Übertragung

Da der Broadcast-Typ verwendet wird, um Pakete an alle Hosts im Netzwerk zu senden, verwenden die Pakete eine spezielle Broadcast-IP-Adresse. Wenn ein Host ein Paket mit einer Broadcast-Adresse als Zieladresse in seinem Header empfängt, behandelt er das Paket so, als wäre es ein Unicast-Paket.

Wenn ein Host Informationen an alle Hosts im Netzwerk senden muss, wird die Übertragungsmethode verwendet. Daten übertragen. Auch wenn die Adresse von speziellen Diensten (Diensten) oder Geräten nicht im Voraus bekannt ist, wird auch Broadcast (Broadcasting) zur Erkennung verwendet.

Beispiele für die Verwendung von Broadcast-Daten:

Erstellen einer Adressbesitzkarte Höchststufe zu den unteren (z.B. welche IP-Adresse auf bestimmtes Gerät mit Ihrer MAC-Adresse)
Adressanfrage (am Beispiel des ARP-Protokolls)
Routing-Protokolle tauschen Informationen über Routen aus (RIP, EIGRP, OSPF)

Wenn ein Host Informationen benötigt, sendet er eine Anfrage an eine Broadcast-Adresse. Alle anderen Hosts im Netzwerk empfangen und verarbeiten diese Anfrage. Ein oder mehrere Hosts hängen die angeforderten Informationen an und antworten auf die Anfrage. Responder verwenden Unicast als Datenübertragungstyp.

Wenn ein Host Informationen an alle Hosts im Netzwerk senden muss, erstellt er auf ähnliche Weise ein Broadcast-Paket mit seinen Informationen und sendet es an das Netzwerk.

Im Gegensatz zur Unicast-Übertragung, bei der Pakete durch das gesamte Netzwerk geleitet werden können, sind Broadcast-Pakete normalerweise auf das lokale Netzwerk beschränkt. Diese Einschränkung hängt von der Routereinstellung ab, die das Netzwerk einschränkt und die Art der Übertragung (Broadcast) überwacht.

Es gibt zwei Arten von Broadcast-Datenübertragung: Directed Broadcast und Limited Broadcast.

gerichtete Sendung (gerichtete Sendung)

Eine gerichtete Rundsendung wird an alle Hosts in einem bestimmten Netzwerk gesendet. Diese Art von Broadcast ist nützlich, um Broadcast-Verkehr an alle Hosts außerhalb des lokalen Netzwerks zu senden.

Beispielsweise möchte ein Host ein Paket an alle Hosts im 172.16.5.0/24-Netzwerk senden, aber der Host selbst befindet sich in einem anderen Netzwerk. In diesem Fall fügt der sendende Host die Adresse 172.16.5.255 als Broadcast-Zieladresse in den Paketheader ein. Obwohl Router gerichteten Broadcast-Verkehr einschränken (nicht weiterleiten) müssen, können sie so konfiguriert werden, dass sie Broadcast-Verkehr zulassen.

Eingeschränkte Ausstrahlung (eingeschränkte Ausstrahlung)

Ein eingeschränkter Broadcast wird verwendet, um Daten an alle Hosts in einem lokalen Netzwerk zu senden. In solche Pakete wird als Ziel die IP-Adresse 255.255.255.255 eingefügt. Router leiten solchen Broadcast-Verkehr nicht weiter. Pakete, die mit eingeschränktem Broadcast gesendet werden, werden nur im lokalen Netzwerk verteilt. Aus diesem Grund werden IP-LANs auch als Broadcast-Domäne bezeichnet. Router bilden die Grenze für die Broadcast-Domäne. Ohne die Grenze würden sich Pakete im gesamten Netzwerk zu jedem Host ausbreiten und die Leistung verringern. Netzwerkgeräte und Verstopfung der Bandbreite von Kommunikationskanälen.

Hier ist ein Beispiel für einen eingeschränkten Broadcast: Ein Host befindet sich innerhalb des 172.16.5.0/24-Netzwerks und möchte ein Paket an alle Hosts in seinem Netzwerk senden. Unter Verwendung der IP-Adresse 255.255.255.255 als Ziel sendet er ein Broadcast-Paket aus. Dieses Paket wird nur von allen Hosts in diesem lokalen Netzwerk (172.16.5.0/24) empfangen und verarbeitet.

Übertragung

Wenn ein Host Informationen an alle Hosts im Netzwerk senden muss, wird die Broadcast-Datenübertragungsmethode verwendet. Auch wenn die Adresse von speziellen Diensten (Diensten) oder Geräten nicht im Voraus bekannt ist, wird auch Broadcast (Broadcasting) zur Erkennung verwendet.

Beispiele für die Verwendung von Broadcast-Daten:

Erstellung einer Zugehörigkeitskarte der Adressen der obersten Ebene zu den niedrigeren (z. B. wie lautet die IP-Adresse auf einem bestimmten Gerät mit eigener MAC-Adresse)
Adressanfrage (als Beispiel können Sie das ARP-Protokoll nehmen)
Routing-Protokolle tauschen Informationen über Routen aus (RIP, EIGRP, OSPF)

Wenn ein Host Informationen an alle Hosts im Netzwerk senden muss, erstellt er auf ähnliche Weise ein Broadcast-Paket mit seinen Informationen und sendet es an das Netzwerk.

Es gibt zwei Arten von Broadcast-Datenübertragung: Directed Broadcast und Limited Broadcast.

Gezielte Sendung (gerichtete Sendung).

Begrenzte Ausstrahlung (begrenzte Ausstrahlung).

Ein eingeschränkter Broadcast wird verwendet, um Daten an alle Hosts in einem lokalen Netzwerk zu senden. In solche Pakete wird als Ziel die IP-Adresse 255.255.255.255 eingefügt. Router leiten solchen Broadcast-Verkehr nicht weiter. Pakete, die mit eingeschränktem Broadcast gesendet werden, werden nur im lokalen Netzwerk verteilt. Aus diesem Grund werden IP-LANs auch als Broadcast-Domäne bezeichnet. Router bilden die Grenze für die Broadcast-Domäne. Ohne die Grenze würden sich Pakete im gesamten Netzwerk zu jedem Host ausbreiten, Netzwerkgeräte verlangsamen und die Kommunikationsbandbreite verstopfen.

Es gibt drei Hauptmethoden zum Übertragen von Datenverkehr in IP-Netzwerken: Unicast, Broadcast und Multicast.

Das Verständnis des Unterschieds zwischen diesen Methoden ist sehr wichtig für das Verständnis der Vorteile von IPTV und für die praktische Organisation der Übertragung von Videos über ein IP-Netzwerk.

Jede dieser drei Übertragungsmethoden verwendet verschiedene Typen IP-Adressen gemäß ihren Aufgaben zuweisen, und es gibt einen großen Unterschied im Grad ihres Einflusses auf die Menge des verbrauchten Datenverkehrs.

Unicast-Verkehr (Einzelzweckübertragung von Paketen) wird hauptsächlich für Dienste "persönlicher" Art verwendet. Jeder Abonnent kann jederzeit persönliche Videoinhalte anfordern.

Unicast-Datenverkehr wird von einer Quelle zu einer Ziel-IP-Adresse geleitet. Diese Adresse gehört nur zu einem einzigen Computer oder Teilnehmer STB im Netzwerk, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Die Anzahl der Teilnehmer, die gleichzeitig Unicast-Verkehr empfangen können, ist durch die im Backbone des Netzwerks verfügbare Bandbreite (Flussrate) begrenzt. Bei einem Gigabit-Ethernet-Netzwerk kann die theoretische maximale Datenstrombreite 1 Gb/s erreichen, abzüglich der für die Übertragung erforderlichen Bandbreite Service Information und technologischer Ausrüstungsbestand. Nehmen wir beispielsweise an, dass wir im Backbone des Netzwerks nicht mehr als die Hälfte der Bandbreite für Dienste zuweisen können, die Unicast-Verkehr erfordern. Es lässt sich leicht für den Fall von 5Mb/s weiter rechnen Fernseh sender MPEG2, dass die Anzahl der Teilnehmer, die gleichzeitig Unicast-Verkehr empfangen, 100 nicht überschreiten darf.

Broadcast-Verkehr (Broadcast-Pakete) verwendet eine spezielle IP-Adresse, um denselben Datenstrom an alle Teilnehmer eines bestimmten IP-Netzwerks zu senden. Beispielsweise könnte eine solche IP-Adresse auf 255 enden, z. B. 192.0.2.255, oder 255 in allen vier Feldern enthalten (255.255.255.255).

Es ist wichtig zu wissen, dass der Broadcast-Verkehr von allen Computern (oder STBs) im Netzwerk unabhängig vom Wunsch des Benutzers empfangen wird. Aus diesem Grund wird diese Art der Übertragung hauptsächlich für Vermittlungsschicht-Overhead-Informationen oder andere ausschließlich schmalbandige Informationen verwendet. Natürlich wird Broadcast-Verkehr nicht zum Übertragen von Videodaten verwendet. Ein Beispiel für die Broadcast-Verkehrsübertragung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Multicast-Verkehr (Multicast-Übertragung) wird verwendet, um Streaming-Videos zu übertragen, wenn Videoinhalte an eine unbegrenzte Anzahl von Abonnenten geliefert werden müssen, ohne das Netzwerk zu überlasten. Dies ist die am häufigsten verwendete Art der Datenübertragung in IPTV-Netzwerken, wenn viele Abonnenten das gleiche Programm sehen.

Multicast-Datenverkehr verwendet eine spezielle Klasse von Ziel-IP-Adressen, z. B. Adressen im Bereich 224.0.0.0 ….. 239.255.255.255. Dies können IP-Adressen der Klasse D sein.

Im Gegensatz zu Unicast-Datenverkehr können Multicast-Adressen nicht einzelnen Computern (oder STBs) zugewiesen werden. Wenn Daten an eine der Multicast-IP-Adressen gesendet werden, kann der potenzielle Empfänger der Daten entscheiden, ob er sie erhält oder nicht, d. h. ob der Teilnehmer diesen Kanal sieht oder nicht. Dieses Übertragungsverfahren bedeutet, dass die IPTV-Kopfstelle des Betreibers einen einzigen Datenstrom an viele Ziele überträgt. Im Gegensatz zur Rundfunkübertragung bleibt dem Teilnehmer die Wahl, Daten zu empfangen oder nicht.

Es ist wichtig zu wissen, dass es zur Implementierung der Multicast-Übertragung in einem IP-Netzwerk Router geben muss, die Multicast unterstützen. Router verwenden das IGMP-Protokoll, um den aktuellen Status von Verteilergruppen zu verfolgen (nämlich die Mitgliedschaft in einer bestimmten Gruppe eines bestimmten Netzwerkendpunkts).

Die Grundregeln für den Betrieb des IGMP-Protokolls lauten wie folgt:

- der Endknoten des Netzwerks sendet ein IGMP-Paket des Berichtstyps, um den Verbindungsprozess mit der Verteilergruppe zu starten;
- der Knoten sendet keine Zusatzpakete wenn die Verbindung zu einer Verteilergruppe getrennt wird;
- Der Multicast-Router sendet in bestimmten Zeitabständen IGMP-Anfragen an das Netzwerk. Mit diesen Abfragen können Sie Aktuellen Zustand Verteilergruppen;
- Der Host sendet für jede Verteilergruppe ein IGMP-Antwortpaket, solange es mindestens einen Client dieser Gruppe gibt.

Broadcast-Verkehr des Netzwerkservers

Das Laden des Backbone des Netzwerks mit Multicast-Verkehr hängt nur von der Anzahl der im Netzwerk gesendeten Kanäle ab. In der Situation mit Gigabit Ethernet-Netzwerk Unter der Annahme, dass wir die Hälfte des Backbone-Verkehrs für die Multicast-Übertragung zuweisen können, erhalten wir etwa 100 TV-MPEG-2-Kanäle mit jeweils einer Datenrate von 5 Mb / s.

Natürlich sind alle 3 Arten von Broadcast-, Multicast- und Unicast-Verkehr gleichzeitig im IPTV-Netzwerk vorhanden. Der Betreiber muss bei der Planung des optimalen Werts der Netzwerkbandbreite die unterschiedlichen Einflussmechanismen berücksichtigen verschiedene Technologien IP-Adressierung nach Verkehrsaufkommen. Beispielsweise muss sich ein Betreiber darüber im Klaren sein, dass die Bereitstellung eines Video-on-Demand-Dienstes für eine große Anzahl von Abonnenten eine sehr hohe Backbone-Netzwerkbandbreite erfordert. Eine der Lösungen für dieses Problem ist die Dezentralisierung im Netzwerk von Videoservern. In diesem Fall wird der zentrale Videoserver durch mehrere ersetzt lokale Server beabstandet und nahe bei den peripheren Segmenten der mehrstufigen hierarchischen Architektur des IP-Netzwerks.

Übertragung(Broadcasting) - eine Form der Datenübertragung, bei der jedes übertragene Datenpaket alle Netzwerkteilnehmer gleichzeitig erreicht. Broadcasting ist nur innerhalb eines einzelnen Netzwerksegments (L2 oder L3) möglich, Datenpakete können jedoch von außerhalb des Segments gesendet werden, in dem das Broadcasting stattfindet (z. B. Senden eines Pakets an eine Broadcast-IP-Adresse über einen Router von außerhalb des Netzwerk). Die Netzwerklast beim Broadcast unterscheidet sich nicht von einer normalen Datenübertragung zu einem Ziel, da Datenpakete nicht multipliziert werden (im Gegensatz zu Multicast).

Ein Beispiel für eine Sendung ist MAC-Definition Adresse, die einer bestimmten IP-Adresse entspricht. In diesem Fall wird mit einer Anfrage ein Broadcast-Paket versendet, das alle an diesem Netzwerksegment angeschlossenen Geräte erreicht. Das Gerät mit der gewünschten IP-Adresse sendet ein Paket mit der gewünschten MAC-Adresse zurück.

siehe auch

Wikimedia-Stiftung. 2010 .

Sehen Sie in anderen Wörterbüchern nach, was „Broadcasting“ ist:

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Rundfunk-- Als Verb, um Programme oder Signale zu übertragen, die von der Öffentlichkeit über Radio, Fernsehen oder ähnliche Mittel empfangen werden sollen. Als Substantiv das Radio-, Fernseh- oder andere Programm, das von der Öffentlichkeit durch die Übertragung empfangen wird. Dictionary from West … Law-Wörterbuch

Rundfunk-- Straßenguss n. das Medium, das sich über Telekommunikation verbreitet; Rundfunk und Fernsehen. Syn: Rundfunkmedien. 2. Teilnahme an einem Radio- oder Fernsehprogramm. … Das Collaborative International Dictionary of English

Rundfunk-- (izg. brȏdkàsting) m DEFINICIJA Begriff. radio i TV emitiranje ETIMOLOGIJA engl … Portal Hrvatski jezični

Rundfunk-- Bekanntmachung, Veröffentlichung, Werbung, Ankündigung, Erklärung, Bekanntmachung (siehe unter ERKLÄREN) … Neues Wörterbuch der Synonyme

Rundfunk-- [n] Informieren über elektronische Medien Ausstrahlung, Sendezeit, Ankündigung, Vorsprechen, Nachrichtensendung, Darbietung, Online-Veröffentlichung, Programmaufführung, Radio, Berichterstattung, Fernsehen, Fernsehen, Übertragung, Übertragung; Konzepte 263.293 … Neuer Thesaurus

Rundfunk-- /brawd kas ting, kah sting/, n. 1. die Übertragung von Sprache, Musik, visuellen Bildern usw., wie durch Radio oder Fernsehen. 2. Radio oder Fernsehen als Geschäft oder Beruf: Sie macht eine Ausbildung für eine Karriere im Rundfunk. … Universalien

Rundfunk- Broadcast-Weiterleitungen hier. Für andere Verwendungen siehe Broadcast (Begriffsklärung). Sendeantenne in Stuttgart Rundfunk ist die Verbreitung von Audio- und Videoinhalten an ein weit verstreutes Publikum über ein beliebiges audiovisuelles Medium. Empfangende Parteien können … … Wikipedia

Rundfunk- (wie in Ausdrücken verwendet) American Broadcasting Co. britischer Rundfunk CBC Canadian Broadcasting Corp. Fox Broadcasting Co. National Broadcasting Co. Japan Broadcasting Corporation Public Broadcasting Service Enciclopedia Universal

Rundfunk...- Infobox Albumname = Ausstrahlung... Typ = Studiokünstler = Comeback Kid Veröffentlicht = 20. Februar 2007 Aufgenommen = November 2006 im The Blasting Room, Ft. Collins, Colorado Genre = Hardcore-Punk, Post-Hardcore Länge = 33,08 Label = Smallman… … Wikipedia

Bücher

Ein Begleiter der Geschichte des amerikanischen Rundfunks, Aniko Bodroghkozy. Diese ansprechende Rezension, die in einem einzigen Band präsentiert wird, reflektiert die Gelehrsamkeit und die historische Entwicklung des amerikanischen Rundfunks A Companion to the History of American Broadcasting…

Arten der Datenübertragung

In IP-Netzen gibt es 3 Hauptwege zum Übertragen von Daten: Unicast, Broadcast, Multicast.

Unicast(Unicast) ist der Prozess des Sendens eines Pakets von einem Host zu einem anderen Host.

Multicast(Multicast) - der Vorgang des Sendens eines Pakets von einem Host an eine begrenzte Gruppe von Hosts.

Übertragung(Broadcast) ist der Vorgang des Sendens eines Pakets von einem Host an alle Hosts im Netzwerk.

Diese 3 Arten der Datenübertragung werden für unterschiedliche Zwecke verwendet, schauen wir uns das genauer an.

Unicast

Multicast- und Broadcast-Pakete haben im Gegensatz zu Unicast-Paketen ihre eigenen speziellen (reservierten) IP-Adressen zur Verwendung im Paket-Header als Ziel. Aus diesem Grund sind Broadcast-Pakete meist auf die Außenseite des lokalen Netzwerks beschränkt. Multicast-Verkehr kann auch auf die Grenzen des lokalen Netzwerks beschränkt werden, aber andererseits auch zwischen Netzwerken geroutet werden.

Multicast

Beispiele für Multicast-Datenübertragung:

Video- und Audio-Mailing
Routing-Informationsaustausch, der in gerouteten Protokollen verwendet wird.
Softwareverteilung
News-Feeds

Multicast-Clients

Hosts, die bestimmte Multicast-Daten empfangen möchten, werden als Multicast-Clients bezeichnet. Multicast-Clients verwenden Dienste, die von Client-Programmen initiiert (gestartet) werden, um Multicast-Daten an Gruppen zu senden.

Für Multicast-Gruppen wird ein spezieller Block von IP-Adressen von 224.0.0.0 bis 239.255.255.255 zugewiesen.

Übertragung

Beispiele für die Verwendung von Broadcast-Daten:

Erstellen einer Karte von Top-Level-Adressen, die zu untergeordneten Adressen gehören (z. B. wie lautet die IP-Adresse auf einem bestimmten Gerät mit eigener MAC-Adresse)
Adressanfrage (am Beispiel des ARP-Protokolls)
Routing-Protokolle tauschen Informationen über Routen aus (RIP, EIGRP, OSPF)

Wenn ein Host Informationen an alle Hosts im Netzwerk senden muss, erstellt er auf ähnliche Weise ein Broadcast-Paket mit seinen Informationen und sendet es an das Netzwerk.

Es gibt zwei Arten von Broadcast-Datenübertragung: Directed Broadcast und Limited Broadcast.

gerichtete Sendung (gerichtete Sendung)

Eingeschränkte Ausstrahlung (eingeschränkte Ausstrahlung)

Ein eingeschränkter Broadcast wird verwendet, um Daten an alle Hosts in einem lokalen Netzwerk zu senden. In solche Pakete wird als Ziel die IP-Adresse 255.255.255.255 eingefügt. Router leiten solchen Broadcast-Verkehr nicht weiter. Pakete, die mit eingeschränktem Broadcast gesendet werden, werden nur im lokalen Netzwerk verteilt. Aus diesem Grund werden IP-LANs auch als Broadcast-Domäne bezeichnet. Router bilden die Grenze für die Broadcast-Domäne. Ohne die Grenze würden sich Pakete im gesamten Netzwerk zu jedem Host ausbreiten, Netzwerkgeräte verlangsamen und die Kommunikationsbandbreite verstopfen.

IPTV. IP-TV.

Was ist IPTV?. IP-TV Es ist üblich, die digitale Technologie des interaktiven Mehrprogramm-Fernsehrundfunks in einem IP-Netzwerk unter Verwendung der Videopaketübertragung über das IP-Protokoll (Video over IP) zu nennen. In der Praxis sieht es so aus: Das Haupt-IPTV-Gerät überträgt und das Teilnehmergerät empfängt Streaming-Video (Streaming-Video). Der Begriff bezieht sich auf Technologien zur Komprimierung, Reduzierung und Pufferung von Videodaten, die eine Echtzeit-Videoübertragung über das Internet ermöglichen. Hauptmerkmal Streaming-Video ist, dass der Benutzer bei der Übertragung nicht auf den vollständigen Download der Datei warten muss, um sie anzuzeigen. Streaming-Video wird als kontinuierlicher Stream in Form einer Folge von IP-Paketen gesendet und abgespielt, während es an das Teilnehmergerät übertragen wird.

Zum Betrachten von Streaming-Videos wird eine spezielle Set-Top-Box für ein Fernsehgerät oder in moderner Terminologie eine Set-Top-Box (STB) verwendet, die einerseits mit dem Netzwerk des Betreibers verbunden ist (Rundfunkumgebung) und andererseits hat dagegen eine Verbindung zum Fernseher. Das STB-Teilnehmergerät decodiert die Videodaten und zeigt das decodierte Video auf dem Fernsehbildschirm an.

Der IPTV-Abonnent erhält vom Betreiber ein Paket von Diensten, deren wichtigster Unterschied zu den Diensten des Klassikers besteht Kabelfernsehen, ist Interaktivität, dh die Möglichkeit für den Abonnenten, die Zusammensetzung der Dienste, die er abonniert hat, schnell auszuwählen und zu ändern und jederzeit einen zusätzlichen Dienst zu bestellen, beispielsweise eine zusätzliche kostenpflichtige Betrachtung eines Films. Interaktivität lässt sich natürlich auch auf Basis eines DVB-C-Kabelnetzes mit Rückkanal realisieren, jedoch sind solche Lösungen nicht weit verbreitet. Betrachten wir die Zusammensetzung der möglichen Dienste, die das IP-Fernsehen bereitstellen kann, genauer.

Der Basisdienst ist zunächst eine Mehrprogrammausstrahlung von Fernsehkanälen oder IP-Fernsehen selbst. Hier können zwei Optionen zum Ansehen von Fernsehprogrammen implementiert werden: Erstens bildet der Betreiber mehrere Pakete von Fernsehkanälen, aus denen die Zuschauer das gewünschte Set auswählen können, und jedes Paket hat eine eigene Abonnementgebühr; die zweite - die Zuschauer bilden einzelne Pakete aus den vom Betreiber ausgestrahlten Kanälen; Abonnementgebühr richtet sich nach den Kosten der ausgewählten Sender, die im jeweiligen Paket enthalten sind. Die Interaktivität von IP-Fernsehen ermöglicht es Ihnen, dem Abonnenten eine Reihe von anzubieten Zusatzleitungen.

IPTV-Dienste.

Service "Fast Video on Demand" oder, was vom Marketingstandpunkt viel besser klingt, "virtuelles kino"(Near Video on Demand) ist die Übertragung von Filmen vom Videoserver des Betreibers mit einem genau definierten Sitzungsplan, wenn der Abonnent eine für ihn passende Sitzung kauft, um den Film rechtzeitig anzusehen. Der Nachteil für den Abonnenten besteht darin, dass er nicht zu einem beliebigen Zeitpunkt mit dem Ansehen des Films beginnen kann. Der Vorteil für den Betreiber liegt in der Verwendung herkömmlicher IP-Multicast-Technologie, die den Datenverkehr im Backbone-Netzwerk des Betreibers erheblich einspart. Mehr über Technik IP-Multicast wird als nächstes besprochen. Um das Verkehrsaufkommen zu reduzieren, bietet der Betreiber die Möglichkeit, eine kleine Anzahl von Filmen anzusehen, normalerweise übersteigt die Anzahl der Filme im "virtuellen Kino" zwei oder drei Dutzend nicht, in der Regel handelt es sich um neue Filme, die kürzlich veröffentlicht wurden .

Service "Video auf Nachfrage"(Video on Demand) - ein Film vom Videoserver des Betreibers wird dem Abonnenten zu einem beliebigen, vom Abonnenten frei wählbaren Zeitpunkt persönlich ausgestrahlt. Im Gegensatz zu einem Dienst "virtuelles kino" Die Anzahl der Filme ist hier viel größer und kann manchmal mehrere Tausend erreichen. Eine Reihe sehr praktischer Benutzerfunktionen des virtuellen Videoplayers werden angezeigt - Rücklauf, Vorlauf, Pause. Das Verkehrsaufkommen hängt dabei nicht von der Anzahl der Filme ab, sondern von der Anzahl der Nutzer dieses Dienstes, da eine „persönliche“ Übertragung von Videodaten an den Teilnehmer mittels IP-Adressierungstechnologie erfolgt. Unicast". Mehr zum Adressieren Unicast wird auch später besprochen.

Service "Persönlicher Videorecorder"(Personal Video Recorder) – auf dem Videoserver des Betreibers wird dem Abonnenten eine bestimmte Speichermenge zugewiesen und eine Schnittstelle mit ähnlichen Funktionen wie ein Videorecorder zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe von Fernsehprogrammen bereitgestellt. Der Abonnent kann nach Belieben seine persönlichen Aufzeichnungen aufzeichnen, löschen, wiedergeben, zurückspulen. Es verwendet auch die IP-Unicast-Technologie.

Service "Bezahlansicht"(Pay per View) - Kauf und Ansehen von separat ausgewählten Programmen (z. B. das Finale der Weltmeisterschaft) durch den Abonnenten. Die Übertragung erfolgt in Echtzeit und es wird IP-Multicast-Technologie verwendet.

Service "Fernsehen mit Zeitverschiebung"(Time Shifted TV) – der Abonnent erwirbt den Service, Programme anzusehen, die auf dem Videoserver vorab aufgezeichnet wurden. Der Dienst und die darin implementierten Servicefunktionen sind nah an „Video on Demand“. Auch die IP-Unicast-Technologie kommt zum Einsatz.

Dienstleistungen "Dienste auf Abruf"(Services on Demand, SoD) ist eine Bestellung von Waren und Dienstleistungen zu Hause, verschiedene Referenzinformationen, Fahrplan, Hotelservice etc. Diese Dienste sind ähnlichen Diensten im Internet ähnlich.

Typisches Schema des IPTV-Netzwerks.

Im obigen Diagramm sehen wir die Komponenten eines IP-TV-Netzwerks.

1. Komponenten des Head-Hardware-IP-TV-Systems, einschließlich:

Kopfstation;
- Zugangsberechtigungssystem;
- Videoserver;
- Abrechnungssystemserver;
- Verwaltungssystemserver;
- Middleware-Server;

2. Komponenten des Kerntransportnetzes (Backbone), einschließlich:

Das eigentliche optische Backbone-Netzwerk basierend auf IP-Technologie oder ATM-Technologie;

Hochleistungs-Switches (Router) mit optischen Schnittstellen;

3. Die Transportzugangsschicht, bestehend z. B. für den Fall eines xDSL-Netzes aus einem in der TK-Anlage installierten DSL-Kopfgerät DSLAM (DSL-Zugangsmultiplexer) und einer Kupferdoppelader ( Telefonleitung), direkt ins Haus des Abonnenten gebracht.

Hauptsächlich IPTV-Protokolle.

Eine Reihe von Netzwerkprotokollen werden verwendet, um Streaming-Videos zu übertragen, von denen die wichtigsten das Protokoll sind RTSP und Protokoll IGMP.

RTSP(Real-Time Streaming Protocol) ist ein Protokoll mit der Fähigkeit, die Übertragung eines Videostreams im Internet zu steuern. Das Protokoll sieht die Übertragung von Informationen in Form von Paketen zwischen dem Server und dem Client vor. In diesem Fall kann der Empfänger gleichzeitig das erste Datenpaket abspielen, das zweite entschlüsseln und das dritte empfangen.

Protokoll aus derselben Gruppe RTP(Echtzeit-Transportprotokoll) erkennt und kompensiert verlorene Pakete, gewährleistet die Sicherheit der Inhaltsübertragung und Informationserkennung. Das Protokoll arbeitet mit RTP RTCP(Real-Time Control Protocol). Es ist für die Überprüfung der Identität von gesendeten und empfangenen Paketen verantwortlich, identifiziert den Absender und kontrolliert die Netzwerküberlastung.

Ein Standardprotokoll wird verwendet, um einem Netzwerk beizutreten oder eine Verteilergruppe zu verlassen. IGMP(Internet Group Membership Protocol).

Der von der IPTV-Kopfstelle erzeugte Strom von TV-Kanälen ist ein Strom von IP-Paketen, die im Netzwerk an eine separate Gruppen-IP-Adresse übertragen werden, die diesem TV-Kanal entspricht. Somit ist das Rundsenden mehrerer Kanäle die Bildung mehrerer Ströme von Multicast-Verkehr, wenn jeder der Kanäle eindeutig durch eine eindeutige Multicast-Adresse identifiziert wird.

Bei Verwendung von MPEG-2 als gebräuchlichstes Format für die digitale Videodatenkomprimierung belegt jeder Fernsehkanal 3,5 bis 6 MBit/s im IP-Netzwerk. Das Netzwerk des Betreibers wird nur dann mit einem Fernsehkanal geladen, wenn es einen Abonnenten dieses Kanals gibt, der ihn zum Ansehen ausgewählt hat, das heißt, angefordert hat, ihn im Moment anzusehen. Die Übertragung des vom IP-Netzteilnehmer gewählten TV-Kanals erfolgt auf Basis der IP-Multicast-Technologie bzw. für den Fall des Video on Demand auf Basis von IP-Unicast.

Um minimale Verzögerungen und garantierte Videodatenübertragungsraten im IP-Netzwerk zu gewährleisten, wird Support eingesetzt Servicequalität(QoS), wofür zum Beispiel die bekannten RSVP-Protokoll(Resource Reservation Protocol), das für die Reservierung der notwendigen Bandbreite im Kanal sorgt. Es wird verwendet, um Netzwerkroutern allgemeine Eigenschaften des Verkehrs bereitzustellen (z. B. Datenübertragungsrate, Variabilität). Die Router aggregieren dann Anforderungen für die Zuweisung von Ressourcen auf gemeinsamen Teilen der Videoverkehrsrouten. Das Protokoll wird aktiv von Cisco-Routern verwendet.

Übertragung von Unicast-, Broadcast- und Multicast-Verkehr.

Es gibt drei Hauptmethoden zum Übertragen von Datenverkehr in IP-Netzwerken: Unicast, Broadcast und Multicast.

Jede dieser drei Übertragungsmethoden verwendet je nach Zweck unterschiedliche Arten von IP-Adresszuweisungen, und es gibt einen großen Unterschied in ihrer Auswirkung auf die Menge des verbrauchten Datenverkehrs.

Unicast Datenverkehr (Einzelzweckübertragung von Paketen) wird hauptsächlich für Dienste "persönlicher" Natur verwendet. Jeder Abonnent kann jederzeit persönliche Videoinhalte anfordern.

Die Anzahl der Abonnenten, die empfangen können Unicast Der gleichzeitige Datenverkehr wird durch die im Backbone des Netzwerks verfügbare Bandbreite (Flussrate) begrenzt. Für den Fall eines Gigabit-Ethernet-Netzwerks kann die theoretische maximale Datenstrombreite 1 Gbit / s erreichen, abzüglich der für die Übertragung von Dienstinformationen erforderlichen Bandbreite und gerätetechnischen Reserven. Angenommen, wir können im Backbone des Netzwerks beispielsweise nicht mehr als die Hälfte der Bandbreite für erforderliche Dienste zuweisen Unicast Verkehr. Für den Fall von 5Mb/s pro MPEG2-TV-Kanal lässt sich leicht ausrechnen, dass die Anzahl der gleichzeitigen Empfangen Unicast Der Abonnentenverkehr darf 100 nicht überschreiten.

Übertragung Datenverkehr (Broadcast-Pakete) verwendet eine spezielle IP-Adresse, um denselben Datenstrom an alle Teilnehmer eines bestimmten IP-Netzwerks zu senden. Beispielsweise könnte eine solche IP-Adresse auf 255 enden, z. B. 192.0.2.255, oder 255 in allen vier Feldern enthalten (255.255.255.255).

Multicast Verkehr (Paket-Multicast) wird verwendet, um Streaming-Videos zu übertragen, wenn es notwendig ist, Videoinhalte an eine unbegrenzte Anzahl von Abonnenten zu liefern, ohne das Netzwerk zu überlasten. Dies ist die am häufigsten verwendete Art der Datenübertragung in IPTV-Netzwerken, wenn viele Abonnenten das gleiche Programm sehen.

Multicast Datenverkehr verwendet eine spezielle Klasse von Ziel-IP-Adressen, z. B. Adressen im Bereich 224.0.0.0 ….. 239.255.255.255. Dies können IP-Adressen der Klasse D sein.

Die Grundregeln für den Betrieb des IGMP-Protokolls lauten wie folgt:

Der Endknoten des Netzwerks sendet ein IGMP-Paket vom Typ Bericht, um sicherzustellen, dass der Prozess zum Herstellen einer Verbindung mit der Verteilergruppe gestartet wird;

Ein Host sendet keine zusätzlichen Pakete, wenn er die Verbindung zu einer Verteilergruppe trennt;

Der Multicast-Router sendet in bestimmten Zeitabständen IGMP-Anfragen an das Netzwerk. Mit diesen Abfragen können Sie den aktuellen Status der Verteilergruppen ermitteln;

Der Host sendet ein IGMP-Antwortpaket für jede Verteilergruppe, solange mindestens ein Client in dieser Gruppe vorhanden ist.

Das Laden des Backbone des Netzwerks mit Multicast-Verkehr hängt nur von der Anzahl der im Netzwerk gesendeten Kanäle ab. In der Situation mit einem Gigabit-Ethernet-Netzwerk erhalten wir unter der Annahme, dass wir die Hälfte des Backbone-Verkehrs für die Multicast-Übertragung zuweisen können, etwa 100 MPEG-2-TV-Kanäle mit jeweils einer Datenrate von 5 Mbit / s.

Natürlich sind alle 3 Arten von Broadcast-, Multicast- und Unicast-Verkehr gleichzeitig im IPTV-Netzwerk vorhanden. Der Betreiber muss bei der Planung der optimalen Netzwerkbandbreite die unterschiedlichen Einflussmechanismen verschiedener IP-Adressierungstechnologien auf das Verkehrsaufkommen berücksichtigen. Beispielsweise muss sich ein Betreiber darüber im Klaren sein, dass die Bereitstellung eines Video-on-Demand-Dienstes für eine große Anzahl von Abonnenten eine sehr hohe Backbone-Netzwerkbandbreite erfordert. Eine der Lösungen für dieses Problem ist die Dezentralisierung im Netzwerk von Videoservern. In diesem Fall wird der zentrale Videoserver durch mehrere lokale Server ersetzt, die voneinander getrennt sind und sich in der Nähe der peripheren Segmente der mehrstufigen hierarchischen Architektur des IP-Netzwerks befinden.