EEN EIGEN IPTV- SYSTEEM DIGITALE TV EN INTERNE COMMUNICATIE
1 INTRODUCTIE IPTV is een begrip dat voor de meest verschillende toepassingen van TV over het netwerk gebruikt wordt. In dit ebook gaat het hoofdzakelijk over zgn. In-house IPTVsystemen. We willen u kennis laten maken met op IP gebaseerde TV systemen die door organisaties op basis van hun eigen netwerk infrastructuur te gebruiken zijn. Inhouse IPTV biedt belangrijke voordelen en een duidelijke meerwaarde ten opzichte van traditionele coax TV systemen. 1
IPTV is een bedrijfsmiddel en in toenemende mate een belangrijke vorm van interne communicatie. ~ Karl-Heinz Wenisch, CTO Teracue Eyevis Een eigen IPTV-systeem maakt live of opgenomen TV en video beelden beschikbaar voor alle medewerkers. In de meeste gevallen zullen dit speciaal geselecteerde TV kanalen zijn, die voor werknemers voor hun dagelijks werk nodig zijn, zoals bijvoorbeeld voor journalisten en redactieleden bij een uitgeverij of TV-station, door mediabedrijven of overheidsinstanties, maar ook door bewakings- en technische afdelingen ten behoeve van Monitoring. Foto 1: Overzicht van een in-house IPTV-systeem 2
2 COAX OF IP-TV Veel Coax-TV-systemen zouden overeenkomstig de huidige stand van de techniek vernieuwd en gemoderniseerd moeten worden. Bij nieuwbouw moet men zich afvragen of niet direct voor een In-house IPTV systeem gekozen zou moeten worden dat gebruik maakt van het datanetwerk. Een Coax- TV-Systeem is alleen beschikbaar op specifieke TV wandcontact aansluitpunten. Wanneer extra ruimtes of gebouwen gekoppeld moeten worden, dan moet rekening worden gehouden met extra verbouwing- en infrastructuur uitbreidingskosten (signaalaanlevering, distributieversterkers, etc.). 3
Flexibele IP-netwerken zijn een vereiste voor moderne communicatie. Dat geldt zeker ook voor IPTV. Video-communicatie wil overal en op ieder moment beschikbaar zijn: TV, PC en Mobile devices Nieuwe videotoepassingen en aanvullende diensten die verder gaan dan het aanbieden van de traditionele live TV signalen kunnen in een Coax-TV-Systeem slechts moeilijk en tegen aanzienlijke kosten gerealiseerd worden. Video-on- Demand (VoD), het aanbieden van een video archief, het koppelen van Digital Signage content, het streamen naar tablets of het toevoegen van een eigen intern informatiekanaal zijn in een coax-omgeving problematisch te realiseren. De IT-infrastructuur en het IP-netwerk is in de meeste bedrijven en instellingen van een zodanig niveau en kwaliteit dat ze nu al geschikt is voor de distributie van TV en video signalen en daarmee dus ook voor het gebruik van een eigen Inhouse IPTV-systeem. Niet altijd zijn IP-datanetwerken upto-date en zijn aanpassingen nodig om aan de minimale eisen te voldoen. Echter, veel bedrijven investeren vanuit efficiency en concurrentieoverwegingen juist nu in hun ICT en netwerkinfrastructuur. Denk hierbij aan Voice over IP en telewerk initiatieven. Die up-to-date netwerken kunnen uitstekend gebruikt worden als matrix voor een toekomstzeker In-house IPTV-systeem. Voordelen van een IPTV systeem Grote bereikbaarheid Het TV-systeem is via iedere netwerkaansluiting bereikbaar. In principe kan iedere netwerkaansluiting en ethernetverbinding als aansluiting voor het IPTV-systeem gebruikt worden. De infrastructuur voor een In-house-IPTV-systeem is daarmee dus al beschikbaar. Flexibele Play-out Het IPTV-systeem kan door een groot aantal verschillende afspeel apparaten gebruikt worden. In een optimale situatie zijn standaard kantoor PC s met daarop een IPTV-software player te gebruiken. Een aparte TV op het bureau of aan de 4
Coax knelt en IP geeft ruimte. IPTV maakt niet-lineair kijken mogelijk. Tijd en plaats spelen daarin een ondergeschikte rol. muur is daarmee overbodig. TV-toestellen in vergaderzalen of beamers in auditoria worden in combinatie met een IPTV settop-box geschikte IPTV-clients. Smartphones en tablets kunnen over het WiFi LAN toegang tot het TV en videosysteem krijgen. Centraal beheer en registratie Voor individuele kijkers, afdelingen of groepen kan content via een geïntegreerd content- en rechtenbeheer toegankelijk gemaakt worden. Videos zijn op die manier vanaf iedere werkplek via een PC te bekijken. Zowel live als on-demand content, wordt veilig beheerd door de IPTV mediaserver. Deze IPTV server beschikt meestal ook over een koppeling met een ADS-/LDAP server, zodat login gegevens niet dubbel beheerd moeten worden. Het toezicht en de bewaking van het gehele systeem kan vanaf iedere werkplek gedaan worden. Het netwerk als video matrix. Vanaf iedere netwerkaansluiting is toegang tot het systeem mogelijk. Dit geldt ook voor de toevoeging van live video signalen. Dat kan vanaf iedere netwerkaansluiting gedaan worden, wat betekent dat een centraal groot kopstation niet nodig is en uitgespaard kan worden. DVB signalen worden daar als IPTV streams toegevoegd waar de satelliet of kabelaansluiting zich bevindt. Eigen signalen kunnen rechtstreeks door de regie/techniek aangeleverd worden en een Infokanaal kan bijvoorbeeld direct door de marketingafdeling samengesteld en op het netwerk toegevoegd worden. Wanneer in het netwerk de live TV-streams als multicast worden aangeboden, is het netwerk in staat zeer efficiënt alle kijkers, resp. IPTV clients te bedienen. (zie ook Multicast verderop). IPTV systemen zijn daarom, in tegenstelling tot traditionele TV systemen, zeer goed schaalbaar en kunnen naar behoefte uitgebreid worden met extra bronnen en kijkers. 5
3 SAMENSTELLING IPTV Een eenvoudig IPTV systeem kan opgezet worden om PC gebruikers te voorzien van Live-TV (zonder opname functionaliteit en rechtenbeheer, etc.). In een dergelijk geval is alleen de input van een DVB-to-IP gateway nodig en software zoals (gratis) VLC voor het afspelen. Een uitgebreid In-house IPTV-systeem bestaat uit meerdere systeem onderdelen. De belangrijkste onderdelen worden hierna beschreven. 6
Hoe geef je nu die video communicatie vorm en structuur? Een paar basis componenten komen steeds terug. DVB-TV Live-TV en Radio zijn eenvoudig en goedkoop met DVB-to-IP-Converters op het netwerk beschikbaar te maken (ook wel DVB/IP-Gateways of DVB-Streamer genoemd). Alle vormen van kabel, satelliet, Digitenne (DVB-C/S/S2/T/T2) en ook ASI-signalen kunnen met deze Gateways afgetapt worden. Een DVB-Gateway is in staat, alle in een zogenaamde MPTS (Multi Program Transport Stream) aangeboden programma s te de-multiplexen en als enkelvoudige SPTS (Single Program Transport Stream) naar de IP-wereld om te zetten. Dit houdt in dat er maar een paar Gateways nodig zijn om de meeste en belangrijkste zenders in het netwerk beschikbaar te maken. Daar de videostreams binnen de DVB-Multiplex al als digitaal HD- of SD-, H.264- of MPEG-2-Streams aanwezig zijn (de signalen zijn namelijk al geëncodeerd als stream) hoeft de Gateway alleen een vertaalslag te maken van DVB naar UDP/IP of RTP/IP (Multicast of Unicast). Een DVB-Gateway wijzigt niets aan de beeld- of geluidskwaliteit. In het netwerk zijn de TV zenders in precies dezelfde kwaliteit beschikbaar als op de kabel, de satelliet of Digitenne en daarmee geschikt voor: monitoring, bewaking, confidence recording en compliance recording). Eigen Events en infokanaal Om eigen AV-, HDMI-, PC-Signalen of ook om HD- SDI-/ SDI-Feeds in een IPTV-systeem als TV-Kanalen aan te bieden, moeten deze kanalen eerst geëncodeerd worden. Deze taak wordt door real-time encoders uitgevoerd (ook wel video-streamers genoemd). Het input audio/video signaal wordt door de encoder veranderd en, zo mogelijk zonder grote vertraging, als live-stream in het netwerk verzonden. In toenemende mate zijn Digital Signage schermen in bedrijven en instellingen te vinden, die gebruikt worden om medewerkers of cliënten te informeren of voor specifieke market- 7
Een produktintroductie live naar alle medewerkers is efficiënt, spaart kosten en versneld de informatieflow. Uiteraard later op ieder moment on-demand terug te zien. ing doeleinden. Deze schermen worden meestal maar op enkele zorgvuldig geselecteerde plaatsen geïnstalleerd en zijn beperkt in aantal. Door gebruik te maken van een video encoder kunnen ook deze digitale video-posters als IPTV informatiekanaal in HD voor alle kijkers beschikbaar worden gemaakt. (Foto 2). Bijzondere events, zoals belangrijke video conference sessies, personeelsbijeenkomsten of toespraken, kunnen met een encoder ook als extra kanaal toegevoegd worden aan een In-house-systeem. Op die manier kunnen medewerkers live en direct vanaf hun werkplek daaraan deelnemen. Foto 2: voorbeeld HD hardware encoder i.c.m. een Digital Signage player of PC voor een intern huis infokanaal. PC-weergave, Presentaties IPTV-Screen-Encoders zijn in staat om Powerpoint en ook bedrijfspresentaties, documenten en websites als volwaardige HD-kanalen aan een IPTV-systeem aan te bieden. Hiervoor kunnen tegenwoordig h.264 HD-software encoders gebruikt worden. De encoder software wordt op een PC geïnstalleerd en zorgt ervoor dat het bureaublad of een specifiek onderdeel of venster wordt geëncodeerd en als live stream in het netwerk wordt verzonden. 8
In een woonzorgcentrum is voorlichting over gezondheid, het regelen van een testament of een live uitvoering van een zeemanskoor goed voor verrassende kijkcijfers. IPTV-Mediaserver De belangrijkste taak van de IPTV-Mediaserver is het beheren van content en toegangsrechten. Hierin wordt, per gebruiker, de toegang tot live streams en on-demand video geregeld. Standaard gebruikers kunnen dan bijvoorbeeld alleen live streams zien en geen on-demand video afspelen. In de mediaserver zijn ook de opnameregels gedefinieerd, zoals bijvoorbeeld de planning voor repeterende opnames (recordings) of van loop-recording ( rollend archief). Opgenomen videocontent kan direct in het externe geheugen van de IPTV-server worden opgeslagen of door de meeste systemen ook op een externe NAS (Network Attached Storage) beheerd worden. Met een IPTV-mediaserver kunnen ook bedrijfsvideo s, trainingsclips, promo s en imageclips gepland en afgespeeld worden. Videobestanden kunnen ge-upload worden naar de server, via een eigen specifiek kanaal aangeboden worden of als Video-on-Demand ter beschikking worden gesteld. De administrator van het systeem kan in de systeem statistiek precies zien hoe vaak bepaalde kanalen en/of clips zijn gekozen; ook de activiteit per gebruiker kan worden geanalyseerd. Videoportals, zoals de Youtube- Channels lenen zich goed om aan het algemene publiek, aan klanten of aan de community, image, reclame, product-how-to en videoboodschappen ter beschikking te stellen. Vanuit het oogpunt van bandbreedte gebruik kunnen deze portals moeilijk voor interne communicatie worden ingezet. (zie Multi/Unicast). Bij andere externe videoplatformen spelen ook copyright vragen en beveiligingsaspecten een rol (waar ligt de content, van wie is de content, rechten, verdere openbaarmaking, enzovoort). IPTV-Player Om PC-gebruikers toegang tot het TV systeem te verschaffen, worden IPTV-players ingezet. Deze PC softwareplayers beschikken over een geïntegreerde software-decoder. Populair zijn IPTV-Players die met een IPTV Mediaserver 9
Voor journalistiek gebruik is een IPTV systeem voorzien van extra functionaliteit waarmee opnamen makkelijk te plannen zijn en editing mogelijk is. samenwerken, omdat ze extra functies bieden zoals bijvoorbeeld: EPG (elektronische programma gids) interface, plannen van recordings; Voor Beheerders: systeem-configuratie, content- en gebruikersbeheer, play-listen resp. play-out van Clips via een infokanaal; Voor Gebruikers: Videobewerking voor het maken van nieuwe clips, selecteren van belangrijke videoreeksen, transcoderen en exporteren van de opnamen. Voor het grootste deel van de gebruikers die een open In-House IPTV systeem uitsluitend gebruiken voor het bekijken van live en on-demand content, zijn ook gratis opensource programma s, zoals VLC, goed bruikbaar. Foto 3 icue-tv:voorbeeld van een user-interface van een in-house IPTV systeem op een STB en in een browser. IPTV-STB TV-toestellen of beamers gebruiken Set-Top-Boxen voor toegang tot het IP netwerk en zo ook tot het IPTV systeem. De meeste van deze IPTV Set-Top-Boxen ondersteunen tegen- 10
Een set-top-box maakt een beamer tot een IPTV client woordig, net als eenvoudige mediaplayers, Transport Streams die als Multicast UDP/RTP aangeboden worden. Voor het simpele zappen tussen kanalen zijn dus een groot aantal apparaten verkrijgbaar. Om speciale functies mogelijk te maken, zoals een specifieke user-interface, integratie met het rechtenbeheersysteem voor VoD (video-on-demand), maar ook voor de weergeven van een EPG, moet de IPTV-STB met de IPTV-mediaserver als één geheel samenwerken. Om die reden wordt op Set-Top-Boxen meestal een eigen firmware geïnstalleerd. (Foto 3). TEN SLOTTE Organisaties die aan medewerkers op hun eigen werkplekpc, in vergaderruimtes of op publieke displays bijvoorbeeld Live TV en andere video content aan willen bieden, doen er verstandig aan zich intensief in het thema In-house IPTV te verdiepen. Standaard distributie via IP heeft een groot aantal voordelen ten opzichte van conventionele CATV respectievelijk coax-tv. Daarnaast zijn IPTV-systemen naar behoefte later makkelijk uit te breiden. Om die reden zou men, wanneer een gebouw gemoderniseerd of nieuw gebouwd wordt, een inschatting moeten maken of een tweede infrastructuur voor de distributie van TV signalen nuttig is, of dat men het IP-netwerk zo inricht dat het in de toekomst ook door een open en toekomstbestendig IPTV-systeem gebruikt kan worden. 11
ACHTERGROND 1 MULTICAST / UNICAST Het netwerk als automatische video switcher. Wanneer een datanetwerk Multicast ondersteund (Switched Ethernet Level 3, IGMP Protokoll vanaf v2), dan kunnen de videostreams efficiënt over het intranet of LAN verstuurd worden. Eén Multicast-Stream (zoals bijv. een Live-TV-kanaal) bedient dan één enkele kijker tot meer dan duizenden kijkers gelijktijdig. Wanneer deze stream door de kijkers wordt opgeroepen, dan wordt deze gestart, dat wil zeggen zelfstandig door het netwerk doorgeschakeld en in alle takken van het netwerk, waar zich de kijkers bevinden, gekopieerd. Moderne netwerkcomponenten ondersteunen al multicast, maar de dienst moet door de IT afdeling ingeschakeld en geconfigureerd worden. (Foto 4). de hand om die via internet binnen te halen. Het grootste probleem daarmee, naast de toegangscontrole, user- interface, het opnemen, etc., is het totale data verkeer dat in dat geval nodig is voor streaming. Wanneer slechts 25 PC gebruikers een NPO of RTL-Livestream via internet zouden willen bekijken (bitrate ongeveer 1 Mbit/s), dan zou de internetverbinding van het bedrijf met 25 Mbit/s belast worden. Iedere internetgebruiker krijgt in dit geval een eigen individuele stream, ook wanneer ze allemaal naar dezelfde zender/stream zitten te kijken. (Foto 5). Foto 5: Unicast: voor iedere kijker wordt een aparte stream aangemaakt en verzonden. Foto 4: Multicast: één enkele input stream verzorgt gelijktijdig een veelvoud van kijkers. Met betrekking tot het kijken naar live-tv kanalen op een PC ligt het voor Dit is niet efficiënt en bovendien zijn de web-tv streams meestal sterk gecomprimeerd. Slechts zelden ontvangt men via internet een stream in de oorspronkelijke kwaliteit en resolutie, zoals per satelliet of per kabel. 12
In de meest In-house-IPTV-systemen worden de Live streams als multicasts verzonden. Wanneer het netwerk, oudere netwerksegmenten of te koppelen externe locaties, geen multicast ondersteunt, kan dit door speciale IPTV-stream routing software opgelost worden. Twee of meer multicast netwerken worden dan door unicast streams met elkaar verbonden ( gebridged ). 13
ACHTERGROND 2 STREAMING FORMAT & PROTOCOL Als streaming-container formaat wordt door de meeste aanbieders van een open IPTV systeem, MPEG-Transportstream (MPEG-TS, TS resp. MPEG-2-TS) gebruikt. Deze streaming container is op basis van zijn robuste vorm uitermate geschikt voor gebruik in een In-house IPTV omgeving. Iedere bron (Encoder of DVB-Gateway) verstuurt de individuele kanalen als enkelvoudige streams in het netwerk, als Single Program Transport Streams (SPTS). In deze containers bevinden zich dan de Video- (H.264, MPEG-2 etc.) en Audio-(ES-) Elementary-Streams (meestal AAC, MPEG-1 Level 2). Complexere protocollen zoals RTP, RTSP zijn niet nodig, als het bedrijfsnetwerk geen problemen met IP-pakket verlies (Packet-loss), Pakket-order of Jitter, (snelheidsvariaties van de IP-pakketjes) laat zien. Foutcorrectie maatregelen om data te repareren op basis van TCP-streaming of zelfs een voorwaartse fout correctie (FEC) voor de streams (Pro-MPEG FEC) zijn binnen een goed onderhouden netwerk niet nodig. Wanneer externe locaties via het publieke internet (onbekend en onbeheersbaar netwerk) aangesloten moeten worden, dan spelen deze protocollen en mechanismen wel een belangrijke rol. Binnen bedrijfsnetwerken de netwerkprestaties en belasting zijn hier bekend wordt meestal voor het dataverkeer het simpele en snelle UDP/IP gebruikt. 14
OVER ONS Over Teracue Eyevis GmbH Teracue eyevis ontwikkelt en verkoopt professionele IPTV en Video-Netwerk Systemen via een internationaal beschikbaar en gecertificeerd partnernetwerk. Klanten en gebruikers komen uit: broadcasting, ondernemingen, banken, universiteiten, uitgeverijen, omroepen, ziekenhuizen, CDN, brandweer en politie centrales, maar ook uit lucht- en ruimtevaart ondernemingen en overheidsinstellingen. Over NETchange NETchange is officieel distributeur van Teracue eyevis voor de Benelux. NETchange is geen systeem integrator maar werkt graag samen met gekwalificeerde partners met een sterke focus op een specifiek marktsegment. De bewezen Teracue techniek met de toegevoegde kennis en support van NETchange helpen om snel en succesvol nieuwe oplossingen voor video distributie aan te bieden en op te leveren. Contact: NETchange Huijgenserf 2 3871 PM Hoevelaken t: 033-7501377 e: service@netchange.nl w: www.netchange.nl Teracue Evevis GmbH / NETchange Deze uitgave mag in zijn geheel zonder problemen gedeeld worden met iedereen die in IPTV en video streaming interesse heeft. Wanneer u onderdelen wilt gebruiken, dan mag dat, mits voorzien van een deugdelijke bronvermelding. xv