- KAZNTU SANDYK логотип

ВВЕДЕНИЕ
Все привыкли к трем основным сервисам: телефонии, телевидению и
интернету. Для пользователя это выглядело как телефонный провод,
телевизионный кабель и "интернетный" провод или розетка. Соответственно
разные операторы предоставляли разные услуги: телефонную связь традиционные телефонные операторы, телерадиовещание – операторы
радиовещания и кабельного телевидения, услуги Интернета - интернетпровайдеры.
Сегодня же рынок завоевывает технология мультисервисной сети Triple
Play, предоставляющая доступ ко всем видам стандартных и интерактивных
услуг связи: высококачественной телефонии, высокоскоростному доступу в
Интернет, цифровому телевидению высокой четкости, видео по запросу - по
одному информационному каналу в квартире, дома или в офисе.
Главное достоинство сети Triple Play - комплексность услуг для абонента,
имеет смысл уже на уровне оплаты одного счета вместо нескольких разных: за
телефон, за Интернет, за телевидение, а наличие собственной сети, дает
возможность существенно снизить затраты на доступ ко всем видам
стандартных и интерактивных услуг связи.
В данной дипломной работе представлена технология Triple Play, анализ
ее качества, аспекты реализации, преимущества и недостатки, и каким образом
она используется для связи.
1
Технология
Triple
телекоммуникационных услуг
play,
или
новое
поколение
1.1 История появления мультисервисных сетей
Мультисервисная сеть — это единая телекоммуникационная структура,
способная передавать разнородную информацию (голос, видео, данные) со
скоростью, превышающей в десятки-сотни раз существующие скорости
передачи данных (дословно мультисервисная сеть – это сеть, в которой
предоставляется более одной услуги).
Данный подход базируется на интеграции всех пользователей в единую
широкополосную сеть, предоставляющую различные виды сервисов –
высокоскоростной доступ в Интернет, телевидение, IP-телефонию,
организацию домовых сетей и различные мультимедийные сервисы.
Прародителем понятия "мультисервисная сеть" можно считать,
пожалуй, концепцию сетей ISDN (Integrated Services Digital Network),
появившуюся в конце 60-х и активно внедрявшуюся в 90-е годы. Сети ISDN –
это дальнейшее развитие телефонной связи, предоставляющие возможность
передачи как голоса, так и данных по коммутируемым цифровым каналам
пропускной способностью 64 Кбит, причем каждый канал устанавливается на
необходимый промежуток времени. Оплата за пользование сетью
производится
соответственно
на
основании
суммарного
времени соединения. Понятно, что такой подход удобен для голосовых
сервисов и работы в пакетном режиме обмена информации
(короткими сессиями).
Для интерактивных же приложений, подразумевающих длительный
непрерывный обмен данными, стоимость использования сетей ISDN может
оказаться чрезмерно высокой.
Развивалась также концепция Broadband ISDN (широкополосный ISDN),
воплощением которой стала технология АТМ (Asynchronous Transfer Mode),
позволяющая передавать разнотипную информацию по одному каналу связи с
высокой пропускной способностью, отвечая при этом всем противоречивым
требованиям, налагаемым разными типами сервиса: низкие задержки для
голоса, постоянная скорость для видео, высокая надежность для данных.
Изначально АТМ задумывалась как единая сквозная технология для
всей сети, от пользователя до пользователя, более скоростная, чем
стандартный Ethernet (10 Мбит/с физической скорости и до 3–4 Мбит/с
реальной), позволяющая предоставить мультисервисные возможности
(передачу голоса, видео, разных типов данных). Но появление FastEthernet и
коммутируемого Ethernet, обеспечивающего реальную скорость до 100
Мбит/с, а также сложность адаптации существующих приложений к АТМ
привели к тому, что в локальных сетях эта технология оказалась совершенно
невостребованной. Сегодня АТМ используется прежде всего операторами
связи в глобальных сетях и сетях масштаба города. Конечные пользователи
редко обращаются к ней из-за высокой стоимости оборудования и жестких
требований к каналам связи (АТМ работает на каналах Е1, Е3, STM-1 и выше).
В середине 90-х годов стали активно развиваться технологии так
называемой "пакетной телефонии", когда в одном канале связи объединяется
передача речи и данных. Эти технологии, как и АТМ, позволяют не выделять
отдельной постоянной полосы пропускания для голоса, скорость передачи
данных автоматически снижается при начале разговора и восстанавливается
при его окончании и даже в паузах разговора. Наиболее популярной стала
передача речи по сетям Frame Relay (VoFR – Voice over Frame Relay),
получившая к тому времени широкое распространение во всем мире.
Технологии VoFR многое позаимствовали из АТМ, однако предоставляют
возможность использовать относительно медленные и потому недорогие
каналы связи – от 64 Кбит/с и ниже, вплоть до обычных телефонных линий с
аналоговыми модемами на скоростях от 19,2 Кбит/с (естесканала, тем меньше
разговоров одновременно можно передать). Способы приоритезации трафика
в сетях FR, разработанные для голосовой связи, позволили осуществить по
ним передачу потокового видео и другого трафика, требующего постоянной
скорости.
Между тем на уровне оконечных пользователей ситуация с интеграцией
сервисов оставалась прежней – много разнородного оборудования и
приложений, рассчитанных на различные типы подключения, требующего
разных кабельных сетей и интерфейсов. В сетях передачи данных работают в
основном приложения, ориентированные на сетевой протокол IP и
широковещательные локальные сети, обеспечивающие доступ "каждый к
каждому". Телефонные станции требуют своих интерфейсов (как правило,
ISDN BRI или Е1, актуальными остаются и аналоговые подключения).
Видеоконференции,
получающие
все
большее
распространение,
разрабатывались в первую очередь в расчете на выделенные каналы связи или
опять же телефонные сети ISDN. Подключение всего этого разнородного
оборудования к единой транспортной сети на основе FR или АТМ
производится с помощью шлюзов, обеспечивающих разнородные типы
интерфейсов. В итоге это приводит к большим финансовым затратам
(стоимость порта на шлюзе оказывается довольно высокой), а также к
трудностям чисто технологического характера.
В конце 90-х годов начались активные попытки обеспечить передачу
голоса, трафика видеоконференций и других типов данных по сетям IP. Сам
по себе протокол IP первоначально не предназначался для такого критичного
к задержкам и/или скорости передачи трафика. Однако появление технологий
коммутации на втором и третьем уровнях, расширение пропускной
способности каналов связи и введение в маршрутизаторы функций
обеспечения "качества сервиса" (QoS) привели к тому, что сети IP стали
рассматриваться как вполне приемлемая транспортная среда для всех типов
трафика. Таким образом, имеющиеся виды сервисов в сети могут быть
доведены "до конечного пользователя" с использованием единого протокола
и одного типа интерфейса. Иными словами, решается задача, для которой в
свое время разрабатывались сети АТМ, но уже с использованием
коммутируемого высокоскоростного Ethernet и маршрутизации и коммутации
IP с применением QoS.
1.2 Сравнительные характеристики мультисервисных сетей
В сравнении с существующей сетью связи мультисервисная сеть
предоставляет наиболее лучшие и качественные услуги связи, такие как IPтелефония и кабельное телевидение. Отличие обычной от IP-телефонии
заключается в том, что в обычном телефонном звонке подключение между
обоими собеседниками устанавливается через телефонную станцию
исключительно с целью разговора. Голосовые сигналы передаются по
определенным телефонным линиям, через выделенное подключение. При
запросе же по Интернет, сжатые пакеты данных поступают в Интернет с
адресом назначения. Каждый пакет данных проходит собственный путь до
адресата, по различным маршрутам. Для адресата пакеты данных
перегруппировываются и декодируются в голосовые сигналы оригинала.
IP-телефония не только во многом превосходит обычную телефонию, но
VoIP еще и дешевле. Потому что, обычные телефонные звонки требуют
разветвленной сети связи телефонных станций, связанных закрепленными
телефонными линиями, подвода волоконно-оптических кабелей и спутников
связи. Высокие затраты телефонных компаний приводят к дорогим
междугородным разговорам. Выделенное подключение телефонной станции
также имеет много избыточной производительности или времени простоя в
течение речевого сеанса. IP-Телефония частично основывается на
существующей сети закрепленных телефонных линий. Но главное, она
использует технологию сжатия голосовых сигналов и полностью использует
емкость телефонных линий. Поэтому пакеты данных от разных запросов, и
даже различные их типы, могут перемещаться по одной и той же линии в одно
и тоже время.
В отличие от спутникового телевидения, кабельное ТВ обладает рядом
преимуществ: постоянный, четкий, не зависящий от окружающей среды
прием цифрового сигнала; дешевле в установки и эксплуатации.
1. 3 Технология Triple Play
Когда говорят о Triple Play, имеют в виду наличие современной
телекоммуникационной сети (обычно на основе IP/MPLS), по которой
конечному пользователю доставляют интерактивные и мультимедийные
сервисы, как правило, вещательного качества, объединенные тремя
компонентами: данные, голос и видео. Под голосом подразумевается
телефония в широком смысле - традиционная или видеоконференции. Данные
- это в основном доступ в Интернет, но, впрочем, и любые другие услуги,
предназначенные для доступа к публичным сетям. Видео - интерактивное
телевидение (его называют еще IP-телевидением), предусматривающее как
просмотр непосредственно ТВ-программ, так и "видео по запросу",
интерактивное обучение и другое.
Заинтересованность в предложении конечному пользователю - частному
и корпоративному - подобного пакета инновационных услуг возникла на
Западе несколько лет назад. Сегодня там сформировалось адекватное
представление об услугах TriplePlay, их возможностях и перспективах.
1.3.1 Понятие мультисервисной сети (Triple play)
Triple play – маркетинговый телекоммуникационный термин,
описывающий модель, когда пользователям по одному кабелю
широкополосного доступа предоставляется одновременно три сервиса –
высокоскоростной доступ в Интернет, кабельное телевидение и телефонная
связь.
Рисунок 1.1 - Triple Play-услуги и обслуживающие их ИТ-системы
Сегодня оператор мультисервисной сети, который обеспечивает своим
абонентам широкополосное IP-подключение (со скоростью не менее
нескольких мегабит в секунду), способен в принципе все три наиболее
массовых и привычных сервиса предоставлять одновременно через IP-канал.
Технологически такие IP-каналы могут быть разными (на основе xDSL,
Ethernet), главное, чтобы они обеспечивали нужную полосу пропускания и
были управляемыми с точки зрения качества: поддерживали приоритизацию
различных типов трафика, различные уровни обслуживания. Следует
отметить, что оператор такой мультисервисной сети не просто воспроизводит
старые услуги на новой технологической базе, но и делает их более
интересными, качественно иными и обязательно расширяет этот список
новыми услугами, которые отсутствовали в традиционных сетях. Например,
наряду с телепрограммами (видео) в IP-сети можно вещать и радиопрограммы
(аудио), причем с любым качеством, вплоть до многоканального Dolby Stereo
Surround 5.1. Сегодня в IP-сети доступны и весьма популярны сетевые
компьютерные игры, web-чаты, всевозможные интернет-пейджеры (типа
Skype или ICQ). Таким образом, triple play – это, в сущности, маркетинговый
термин, подобный NGN (Next Generation Network – сети следующего
поколения – мультисервисная сеть связи, ядром которой является опорная IPсеть, поддерживающая полную или частичную интеграцию услуг передачи
речи, данных и мультимедиа), поскольку и в том и в другом случае речь идет
об операторской мультисервисной IP-сети, о современных IP-технологиях.
Оператору триединый (как минимум) сервис выгоден: вместо одной
услуги он предоставляет несколько, увеличивая свой доход. Более того, для
традиционных телефонных операторов это, по сути, единственная
возможность вообще выжить на крайне динамичном рынке в условиях
сильного снижения доходности голосовых услуг и доминирования мобильных
операторов в качестве операторов голосовой связи.
В каком направлении должны развиваться традиционные телефонные
операторы?
Во-первых, для triple play нужна собственно широкополосная IP-сеть,
т.е. инфраструктура, способная выдерживать нагрузку, создаваемую
видеопотоками (это самая большая часть трафика); поддерживать IPmulticast
(многоадресная рассылка) для ТВ-вещания; иметь встроенные механизмы
управления качеством (приоритизация, трафик-инжиниринг, QoS и т.д.), а
также удовлетворять требованиям минимизации времени задержки, джиттера
и процента потерь пакетов. Надо заметить, что предоставление в единой IPсети таких разных по внутренней логике услуг, как доступ в Интернет (к webсайтам), голосовая (телефонная) связь и ТВ (каждая со своим набором
специфических требований к сети), требует очень тщательного планирования
и продумывания принципов организации сети и взаимодействия ее элементов
на всех уровнях модели OSI.
Во-вторых, в этой сети должны быть внедрены программно-аппаратные
средства, ответственные за соответствующие комплексы услуг. Для услуг
передачи данных / доступа в Интернет – это разнообразные серверы:
электронной почты, DNS, NTP, прокси, брандмауэры, балансировщики
нагрузки, антивирусные и прочие. Для голосовых (телефонных) услуг – это
шлюзы в телефонную сеть, пограничные контроллеры сессий (SBC),
программные коммутаторы (Softswitch), контроллеры сигнализаций и т.д. Для
видеоуслуг – это «телевизионная» часть: стримеры, шейперы,
перекодировщики. Для VoD – это видеосерверы; системы управления
рапределением видеоконтента по сети; системы условного доступа,
позволяющие организовать защищенную работу с легальным контентом;
системы управления абонентскими услугами (middleware).
Triple Play обычно расшифровывают как услуги передачи голоса, видео
и данных. Не претендуя на полноту, перечислим уже популярные,
пользующиеся спросом, а также потенциальные услуги Triple Play.
Услуги передачи данных:
- высокоскоростной доступ в Интернет;
- сетевое резервное копирование (Backup);
- персональные файловые ресурсы в Интернете;
- доступ к игровым серверам.
Голосовые услуги:
- городская и междугородная телефония;
- голосовая почта;
- радиовещание по IP.
Видеоуслуги:
- телевещание по IP (IP-TV, HD-IP-TV);
- платные видеоканалы PPV (Pay Per View);
- видео по требованию VoD (Video on Demand);
- персональный видеомагнитофон PVR;
- видеотелефония;
- видеоконференц-связь;
- видеонаблюдение;
- игровые видеоприставки.
Попробуем оценить востребованность услуг на рынке, рассмотрев два
основных рынка потребления – корпоративный и частный.
Частные абоненты.
Конечно, чаще всего услуги Triple Play ассоциируют с частным
сектором, что объясняется спросом на такие сервисы, как телевещание (IPTV), платные видеоканалы и видеопрокат (VoD). Однако это не все услуги,
востребованные домашними пользователями. Наряду с видеоуслугами и
широкополосным доступом в Интернет операторы предлагают IP-телефонию
(включая междугородную и международную связь), видеотелефонию, доступ
к игровым серверам и подключение игровых видеоприставок (xbox,
PlayStation и т. п.), радиовещание через Интернет на цифровые музыкальные
центры и доступ к цифровым музыкальным архивам. Широкополосный
доступ также открывает дополнительные возможности: пользователь может
инициировать услуги самостоятельно, например, видеонаблюдение в квартире
или в загородном доме. Быстрому формированию этого рынка услуг
способствуют производители инженерного оборудования и строительные
фирмы, заинтересованные в возведении «умных домов»
Ряд сервисов, таких как видеотелефония, видеонаблюдение,
подключение сетевых накопителей и им подобные, повышают требования к
обратному каналу связи. В этом случае ethernet-подключение (ETTH)
выглядит предпочтительней ADSL с асимметричной скоростью доступа.
Еще одна «критичная нагрузка» для широкополосных сетей,
предоставляющих видео – быстрорастущий спрос на телевидение высокой
четкости HDTV. Этот стандарт существенно улучшает качество и разрешение
видеокартинки, а также звуковое сопровождение (вплоть до DolbyDigital 5.1).
HDTV поддерживает формат 16:9, разрешения 1920 x 1080 (1080i) и 1280 x 720
(720p) при развертке до 60 кадров в секунду. Особенно заметным
преимущество HDTV по сравнению с DVD становится при использовании
телевизоров и плазменных панелей диагональю больше 21.
Сегодня на рынке нет носителей, емкость которых обеспечила бы
массовое тиражирование фильмов в формате HDTV. При передаче через сеть
IP для полного потока HDTV требуется полоса 16 – 20 Mбит/с, что возможно
только при ethernet-подключении.
Корпоративные клиенты
Второй большой сегмент рынка, на котором востребованы современные
сетевые услуги – корпоративные заказчики. В отличие от домашних
пользователей они в меньшей степени заинтересованы в услугах IP-TV.
Правда, за исключением, наверное, кафе, ресторанов и баров, которых можно
«переманить» от традиционных кабельных или спутниковых операторов.
Этому также будут способствовать актуальность HDTV и растущая
популярность Wi-Fi HotSpot-ов –дополнительные аргументы в пользу выбора
оператора широкополосного доступа. Но, конечно, наиболее важными
остаются высокоскоростной доступ в Интернет, объединение локальных сетей
центрального офиса и филиалов, офисная IP-телефония, голосовые и
видеоконференции, распределенные корпоративные центры обработки и
хранения данных.
Таким образом, технологии Triple Play создают широкий спектр новых
услуг операторов связи, востребованных как частными, так и корпоративными
клиентами.. При этом важно, что часть сервисов относится к универсальным,
а другая реализуется на единой технологической платформе и транспортной
сети. Не случайно операторы связи стремятся охватить широкополосной
сетью и услугами оба сегмента рынка. На примере наиболее успешных
операторов услуг Triple Play вырисовывается «классическая» бизнес-модель
рынка, согласно которой 20 процентов клиентов приносят 80 процентов
дохода. Однако интерес операторов к частному потребительскому рынку
неуклонно растет.
1.3.2 Услуги сети triple-play
Главное достоинство сети triple play (мультисервисной) – возможность
связывать и комбинировать разные услуги в едином комплексе, наращивать ее
функциональность, т.е. добавлять новые услуги, не меняя «начинку» – не
трогая сетевую инфраструктуру. Хотелось бы привести несколько примеров
из практики услуг сети triple play.
Если в нашей сети triple play есть услуги телефонной связи, и есть услуги
теле- и видеовещания, то довольно просто превратить телефонную услугу в
услугу видеотелефонии, подключив к абонентскому STB (set-top-box –
устройство, которое одним своим интерфейсом подключается к IP-сети, а
другим – к телевизору) недорогую USB-камеру и модернизировав ПО на
стороне оператора. В традиционных сетях телевещания и телефонии этого
сделать нельзя в принципе, в сети кабельного телевидения с поддержкой IP –
можно, но не столь изящно, как в сети triple play, поскольку телевизионная
часть КТВ логически никак не связана с ее IP-частью. Логически связать
картинку на экране телевизора с телефонным вызовом заметно сложнее.
Следует обратить внимание, что наличие такой камеры сразу же дает
возможность одновременного предоставления в сети triple play еще одной
услуги – услуги видеонаблюдения, которая в традиционном варианте требует
опять же своей собственной инфраструктуры, другими словами – своей
собственной проводки и устройств в квартире абонента.
Другим наглядным примером использования услуг сети triple-play
является то, что итальянская компания FastWeb (один из самых известных
операторов услуг triple play) обратила внимание на такой психологический
нюанс: если во время просмотра телепередач у пользователя есть возможность
нажать на пульте дистанционного управления большую красную кнопку со
словом «КУПИТЬ», когда что-то на экране ему нравится, он не преминет этим
воспользоваться. Например, если идет фильм о Джеймсе Бонде. Крупным
планом – швейцарские часы у него на запястье, а в углу экрана мигает красная
точка, что означает возможность купить эти часы, нажав на кнопку пульта. И
многие нажимают. Ведь в случае IP увязать картинку на экране телевизора с
кнопкой на пульте дистанционного управления довольно легко.
Также только в IP-сети оператор всегда точно знает, кто из его абонентов
что смотрит – какие телеканалы и передачи, какие фильмы. Это позволяет
составлять абсолютно точный рейтинг телеканалов в реальном времени. А
телеголосование? Не телефонным звонком на показанный на экране номер или
отправкой SMS, а простым нажатием кнопки на пульте дистанционного
управления? Какие возможности открываются перед авторами телепрограмм:
телевидение становится действительно интерактивным, зрители реально
могут принимать участие в развитии сюжетов передач! Можно только
догадываться, к каким изменениям в бизнес-моделях современного ТВ
приведет в недалеком будущем эта «врожденная» интерактивность IPтелевидения, но то, что изменения будут очень серьезными, уже очевидно.
Но ведь видео в IP-сетях – это не только видеотелефония,
видеоконференцсвязь и телевидение. Это еще и VoD (Video on Demand (англ.
видео по требованию) – видео по запросу, система индивидуальной доставки
абоненту телевизионных программ или видеофильмов по кабельной сети с
мультимедиа сервера в контейнерах MPEG, AVI, FLV, MKV, QuickTime) и
различные услуги на его основе. Художественные и документальные фильмы,
видеопрограммы (в том числе и ТВ) могут храниться на сетевых серверах и по
запросу абонента воспроизводиться на экране его телевизора. Это означает, с
точки зрения оператора, кроме услуги обычного VoD, что уже само по себе
неплохо и, очевидно, будет востребовано, потому что не надо ходить в
видеопрокаты и магазины, торгующие DVD-дисками и видеокассетами.
Фильм можно заказать и посмотреть, не отходя от телевизора, выбрав и
оплатив услугу с помощью дистанционного пульта.
Есть еще одна очень интересная и совершенно не воспроизводимая в
традиционных сетях возможность: абоненты размещают свои видеоматериалы
в сети для демонстрации их другим пользователям. (Нечто похожее предлагает
«МТУ-Интел» пользователям канала СТРИМ – это сервис «СТРИМ. Драйв»).
В самом упрощенном виде это напоминает передачу «Сам себе режиссер», но
постоянно доступную по многим каналам. Какие формы примет такой процесс
и в каких бизнес-моделях выразится – покажет время, но очевидно, что
операторы, предоставляющие такую услугу, будут иметь значительный доход.
Еще раз хотелось бы рассмотреть услуги компании, которая
предоставляет услуги сети triple-play заграницей – FastWeb. Когда этот
оператор предложил своим абонентам услугу видеотелефонии на базе
телефона и телевизора (в IP-сети их связать довольно просто), сама собой
возникла дополнительная услуга – видеоавтоответчик. То есть абонент сети
FastWeb, который звонит другому абоненту внутри сети в его отсутствие, не
просто слышит в трубке стандартную фразу «оставьте сообщение после
сигнала», но и видит на экране телевизора какой-то сюжет. В реальности же
абоненты сети FastWeb с большим энтузиазмом взялись придумывать
видеосюжеты для своих «видеоответчиков». Даже возник своеобразный
рынок: любой желающий может разместить свой видеоролик в сети и
назначить за него цену. Если ролик хорош – его рейтинг растет, его начинают
использовать другие абоненты и платят за это автору. Разумеется, кое-что
достается и FastWeb как оператору сети. В результате все участники – в
выигрыше.
Большой интерес у абонентов сетей triple play вызывает услуга «удаленный
видеомагнитофон» (PVR – Personal Video Recording). Это опять же не одна, а
целый комплекс услуг, которые базируются на возможности использования
сетевых серверных хранилищ не только для видеофильмов услуги VoD, но и
для манипулирования телеканалами и любым другим видеоконтентом.
Например, абонент может попросить сеть через пульт и экранные меню
телевизора записать на сетевой сервер определенную телепередачу и хранить
ее в течение, например, недели. Или во время трансляции футбольного матча
пользователь может нажать на кнопку «ПАУЗА», выйти на пять минут и по
возвращении продолжить просмотр, начиная с момента своего ухода. Это
называется «просмотр со сдвигом во времени» (time-shifted TV). Такую
возможность, безусловно, по достоинству оценит любой. Оператору такая
услуга дает простор для творчества – можно предложить абонентам
различные тарифные планы: по объему или срокам