RS-DVR: Перенос DVR в облачную среду


Гэйлорд Харт, директор сегмента мультисервисных услуг, Infinera

Hits: 21338

Операторы кабельного телевидения уже некоторое время предлагают в цифровых ресиверах (STB) функционал цифровой видеозаписи (DVR), а потребители за последние пять лет быстро привыкли к этой технологии, которая позволяет сдвигать время просмотра и пользоваться другими расширенными возможностями, как например функциями паузы и немедленного повтора.

В то же время, технология DVR также сделала ресиверы цифрового телевидения (STB) более сложными и дорогими, что вынуждает операторов рассматривать более эффективный подход к DVR с использованием облачных сервисов. 

Все большее число операторов стремятся перенести хранилище данных DVR из ресивера на более глубокий уровень сети. Некоторые операторы кабельного телевидения уже сейчас предоставляют в своих сетях централизованное хранилище информации, в которое клиенты могут удаленно записывать телепрограммы по своему выбору, а затем воспроизводить их дома в любое время.  Данный подход, который обычно называют RS-DVR (удаленное хранилище – цифровая видеозапись), превращает DVR-услугу из аппаратного решения на базе ресивера в специализированную сервисную архитектуру VOD (видео по запросу), где потребитель самостоятельно выбирает VOD-контент, который хранится у оператора. Данная архитектура имеет несколько преимуществ, включая большую гибкость для потребителя, что позволяет смотреть любую программу с любого цифрового ресивера, а также снизить стоимость самого оборудования.

Ресивер цифрового телевидения с интегрированной функцией DVR

Сегодня большинство операторов кабельного телевидения в качестве опции предлагают своим потребителям цифровые ресиверы со встроенным винчестером для локального хранения видео контента, записанного из кабельной сети. Как с программной, так и с аппаратной точки зрения, подобный ресивер цифрового телевидения представляет собой полнофункциональный локальный DVR – простое и исчерпывающее решение для записи телепрограмм. Цифровой ресивер имеет пользовательский интерфейс для поиска видео контента и установки времени записи и требуемых каналов. В установленное время цифровой ресивер настраивается на требуемый канал и записывает программу, сохраняя файл на своем локальном винчестере. В то же время, цифровой ресивер также предлагает пользовательский интерфейс для доступа и воспроизведения сохраненных файлов по запросу, а также для их удаления по желанию потребителя. 

Многие цифровые ресиверы в настоящее время имеют двойной тюнер, который позволяет записывать одну программу во время просмотра другой в реальном времени, записывать две программы одновременно, или воспроизводить предварительно сохраненный файл, одновременно записывая другую программу. Обычно, предлагаемый объем дискового пространства составляет 160 гигабайт, что достаточно для хранения 90 часов записанных телепрограмм в стандартном разрешении, или до 20 часов в HD-разрешении. 

Более продвинутые устройства STB позволяют даже просматривать записанные программы на других телевизорах в рамках комплексной домашней сети, а многие операторы кабельного телевидения предлагают решения, которые обеспечивают удаленную настройку DVR посредством мобильных телефонов или других устройств.

Архитектура RS-DVR

Сервис RS-DVR обладает тем же функционалом, что и ресивер цифрового телевидения со встроенным DVR, но существенное отличие заключается в используемой распределенной инфраструктуре (см. рис. 2 ниже). В рамках RS-DVR, весь видео контент хранится на централизованном запоминающем устройстве, которое располагается на головном узле сети оператора кабельного телевидения, что избавляет от необходимости устанавливать локальный винчестер в каждый STB. При этом архитектура RS-DVR также подразумевает наличие клиентского интерфейса для ресиверов цифрового телевидения, который позволяет конечному пользователю задавать параметры для записи телепрограмм и контролировать их воспроизведение. Технически данный процесс существенно отличается от использования ресивера со встроенной системой цифровой видеозаписи, но реализация по-прежнему остается прозрачной для клиента.

Сетевая архитектура RS-DVR

 

После этого, сервер резервирует пропускную способность, прежде чем она будет выделена для другого приложения или клиента. Затем сервер RS-DVR задает путь передачи от централизованного устройства хранения, через базовую цифровую оптическую сеть, и до Edge QAM-модуля для видео по запросу, который располагается на вторичном концентраторе, обслуживающем требуемого пользователя. После завершения этих операций сервер дает централизованному устройству хранения команду на начало потоковой передачи телепрограммы на Edge QAM-модуль, после чего видеосигнал передается пользователю по гибридной коаксиальной кабельной сети. Все эти операции происходят практически мгновенно, поэтому сервис RS-DVR является прозрачным для клиента. Если пользователь желает поставить программу на паузу или осуществить ускоренную перемотку, ресивер снова взаимодействует с сервером, который и выполняет требуемую задачу на головном узле.

Если мы посмотрим на данную архитектуру RS-DVR, можно отметить три очевидных факта. Во-первых, необходимо централизованное устройство хранения большого объема на головном узле, но в рамках рассматриваемой архитектуры функция хранения просто переносится из клиентских ресиверов цифрового телевидения в централизованный вычислительный объект на головном узле, что избавляет от необходимости устанавливать дополнительные винчестеры. Во-вторых, данная архитектура требует более широкой оптической полосы пропускания в базовой сети для осуществления связи централизованного устройства хранения с Edge QAM-модулем. И, в-третьих, требуется дополнительная производительность Edge QAM-модулей для работы услуги в условиях пиковых нагрузок, но, при правильном планировании, данные модули также могут использоваться для предоставления традиционных услуг видео по запросу. Дело в том, что вся архитектура RS-DVR практически идентична действующей архитектуре VOD, которая в какой-либо форме уже присутствует в сетях кабельного телевидения. Основным отличием RS-DVR является возможность контроля со стороны клиента над файлами, записанными на сервере VOD.

Ключевым компонентом рассматриваемой архитектуры является базовая цифровая оптическая сеть, производительность которой должна соответствовать наибольшим пиковым нагрузкам для услуги воспроизведения из RS-DVR, которые могут быть достаточно велики при наличии большого количества пользователей, одновременно воспроизводящих HD-контент. В большинстве случаев, базовая оптическая сеть уже установлена и поддерживает имеющиеся сервисы, поэтому для поддержки RS-DVR необходимо лишь увеличить пропускную способность. 

Базовая оптическая сеть состоит из конфигурируемых оптических мультиплексоров ввода-вывода (ROADM), которые обеспечивают мультисервисную связь по оптоволоконной сети между головным узлом и каждым вторичным концентратором системы кабельного телевидения. Наилучшим решением для подобных сетей является использование цифровых ROADM, которые осуществляют коммутацию в цифровом, а не в оптическом режиме. Цифровые ROADM интегрируют цифровые возможности управления полосой пропускания оптической транспортной сети (OTN) с оптической передачей данных на основе спектрального уплотнения (DWDM). Они обеспечивают sub-lambda оптимизацию и inter-lambda коммутацию для каждого узла, что снижает потери производительности и позволяет достигать гибкости и высокой скорости при предоставлении услуг в любой точке сети. Поскольку потребности в обслуживании могут быстро меняться с течением времени, для достижения удовлетворенности клиентов цифровые ROADM позволяют динамически изменять эксплуатационные характеристики без необходимости реорганизации на оптическом уровне и с минимальными потерями производительности.

Компромиссы при реализации DVR: RS-DVR против STB

По сравнению с традиционным подходом STB-DVR, RS-DVR предлагает большое количество компромиссов. RS-DVR усложняет сетевую инфраструктуру, увеличивая затраты на поддержку возросшей пропускной способности и обслуживание устройства хранения данных, которое размещено на более глубоком уровне сети. Но при этом во всех остальных аспектах издержки сокращаются, и ряд отраслевых экспертов подсчитали, что общая стоимость владения RS-DVR существенно ниже, чем у традиционного DVR. 

Сервис STB-DVR требует наличия винчестера в ресивере цифрового телевидения каждого потребителя услуги DVR. При необходимости просмотра одной программы во время записи другой, для ресивера также требуется двойной тюнер. Упомянутые компоненты существенно увеличивают стоимость STB, а также снижают надежность ресиверов, что в длительной перспективе пользования услугой приведет к росту затрат на гарантийное обслуживание. Более того, если клиент желает использовать DVR с несколькими телевизорами, возникает необходимость либо в покупке дополнительного ресивера, либо в установке домашней сети. 

С сервисом RS-DVR больше не нужно встраивать функционал DVR непосредственно в ресивер. Вместо этого, эквивалентная функция реализуется на более глубоком уровне сети. Централизованное хранилище RS-DVR требует дополнительных затрат, но эти затраты соразмерны отказу от винчестеров и двойных тюнеров в клиентских STB. Дополнительная экономия может быть достигнута здесь путем снижения стоимости хранения на бит информации за счет использования винчестеров большей емкости. При этом общий объем требуемого дискового пространства может быть снижен посредством статистического уплотнения в рамках значительной базы клиентов, поскольку система позволяет задействовать избыточный объем, который образуется при неполной загрузке винчестеров традиционных DVR STB, и использовать его эффективно.

И наконец, RS-DVR использует оптическую транспортную сеть для доставки видео контента до требуемого узла, и требует производительного модуля Edge QAM для доставки программы до конечного пользователя по HFC сети. В целом, с точки зрения стоимости на бит информации, упомянутые сетевые компоненты недороги, а поскольку их цена распределяется на большое количество пользователей, они лишь незначительно увеличивают общую стоимость сервиса. Как мы говорили ранее, данные компоненты могут быть интегрированы в традиционную архитектуру VOD, которая уже существует в большинстве систем. Кроме этого, здесь также можно использовать статистическое уплотнение между сервисами VOD и RS-DVR, что позволит сократить  общие дополнительные требования к производительности для поддержки RS-DVR.

С точки зрения потребителя, RS-DVR работает точно так же, как и традиционный сервис DVR на базе STB, но RS-DVR предлагает несколько дополнительных преимуществ. При использовании RS-DVR клиентские ресиверы будут иметь меньшие размеры, и будут потреблять меньше электроэнергии, а пользователь сможет одновременно записывать несколько (>2) программ и передавать их на любой телевизор в доме без необходимости установки домашней сети.

Время покажет, сможет ли RS-DVR заменить STB DVR, но переход на RS-DVR является для архитектуры кабельного телевидения еще одним шагом в направлении коммутируемой цифровой видео инфраструктуры, действующей исключительно по запросу, которую многие операторы считают необходимой для сохранения спектра частот HFC в будущем путем сокращения требуемого числа линейных каналов вещания.

 

 


Комментарии (0):

Добавить комментарий

 
Ваше имя:
Ваш комментарий:
Решите задачку (ответ напишите цифрами):
Восемь + Два =

 
 
 
Наверх