Télévision numérique en IPTV

Prologue

Malgré le fait que la télévision par satellite existe depuis plus d’une décennie et que le nombre d’abonnés dans le monde est mesuré par des centaines de millions, dans notre travail, nous rencontrons souvent un manque de compréhension de la technologie de radiodiffusion de la part des clients et des intégrateurs. Parfois, des erreurs de conception surviennent au stade des travaux de démarrage et de réglage et un ÉCHEC se produit, un échec des délais, des dépenses imprévues et d’autres problèmes. Nous espérons que cet ensemble d’articles vous aidera à éviter de telles situations à l’avenir. Dans ces articles, il n’y aura pas de calculs théoriques – seules les informations sont utiles dans la pratique.

 


Les poutres

L’idée d’utiliser des satellites pour la télédiffusion est qu’un répéteur dans l’espace peut couvrir une zone beaucoup plus grande avec un signal qu’un répéteur situé plus près de la surface de la Terre. Mais pour ne pas utiliser d’équipement sophistiqué pour positionner / suivre un répéteur (transpondeur), un satellite doit toujours être placé dans la même position par rapport à la surface de la Terre. C’est-à-dire avoir des coordonnées constantes (latitude, longitude et altitude).
La constance de l’altitude nous dit que l’orbite de rotation du satellite doit être circulaire, la constance de la longitude signifie que la période de circulation du satellite doit coïncider avec la période de rotation de la Terre et avoir la même direction, et à partir de la constance de la il s’ensuit que le satellite doit être situé au-dessus de l’équateur (c’est facile à imaginer – le satellite doit tourner autour du centre de la Terre). Une telle orbite est appelée géostationnaire. Vous pouvez vous gratter la tête, vous souvenir du cours de physique de l’école et calculer les paramètres d’une telle orbite ou simplement ouvrir Wikipedia et constater que le rayon de l’orbite est de 42 164 km (l’altitude au-dessus de la surface est de 35 786 km) et la vitesse est de 3,07 km / s.

Étant donné que pour l’observateur sur Terre, le satellite est stationnaire, son emplacement est appelé un point debout. La latitude de tous ces satellites est toujours de 0 °, donc un seul paramètre, la longitude, est généralement utilisé pour indiquer les coordonnées du satellite. Si vous vous tenez face à l’équateur (au sud dans l’hémisphère nord), l’image suivante s’ouvre devant nous revenons à l’altitude. Le satellite est éloigné de la planète sur près de 3 diamètres, ce qui lui permet de « voir » tout le côté de la Terre lui faisant face avec un angle de vue d’environ 18 degrés seulement. Cependant, il existe des nuances:

  1. En raison de l’aplatissement de la Terre, un signal provenant d’un satellite sur une orbite géostationnaire ne peut pas être reçu dans les latitudes extérieures. Du 81e degré aux pôles, l’orbite n’est pas visible du tout. En fait, il est déjà difficile de recevoir un signal à partir du 75e degré, car le satellite « pend » si bas au-dessus de l’horizon qu’il se cache derrière des irrégularités naturelles ou artificielles.
  2. La diffusion de certaines chaînes de télévision n’a pas lieu sur toute la surface visible du satellite, mais se concentre sur un certain territoire. Ainsi, trouver le satellite dans le champ de vision ne signifie pas encore la possibilité de recevoir un signal. Et être dans la zone du faisceau signifie seulement la possibilité de recevoir des chaînes de télévision dans ce faisceau, mais pas toutes les chaînes de télévision sur ce satellite. La principale raison de la séparation spatiale de la radiodiffusion réside dans la ressource radiofréquence limitée. De plus, la séparation de polarisation est utilisée, mais nous en parlerons dans la deuxième partie. La séparation spatiale vous permet d’utiliser les mêmes fréquences pour la diffusion sur différents territoires. Des restrictions énergétiques et légales sont également souvent imposées ici. Voici un exemple de l’empreinte du satellite Eutelsat W4 36E. Il doit également prêter attention aux différences d’intensité du signal dans les différentes parties de la zone de couverture. En fonction de la force du signal, il est possible de calculer la taille d’antenne requise pour une réception stable.
  3. Un autre effet désagréable, dont il faut se souvenir, est associé à l’illumination solaire (interférence solaire), lorsque l’antenne de réception, le satellite et le soleil se tiennent sur une même ligne et que le rayonnement solaire fait du bruit, ce qui réduit considérablement sa qualité. Dans certains cas, cela ne fonctionne pas du tout et les rayons du soleil focalisés par l’antenne peuvent faire fondre le convertisseur. Cet effet est particulier pour tous les satellites, mais pour les satellites géostationnaires, il est particulièrement clair. Le problème est observé deux fois par an pendant les périodes d’équinoxe de printemps (20-21 mars) et d’automne (21-22 septembre) et ne dure pas plus de 15 minutes.

Les antennes

 

Il existe de nombreux types d’antennes paraboliques: des réseaux omnidirectionnels, à ondes progressives et par phases, mais pour recevoir la télévision par satellite, des miroirs sont généralement utilisés – arrêtons-nous dessus. Ces antennes sont appelées ainsi parce qu’elles contiennent un miroir (réflecteur) dans leur conception, dont la surface métallique réfléchit le signal satellite et le focalise sur le convertisseur (c’est LNB, c’est aussi la « tête »).

Les antennes miroirs sont divisées en axisymétriques et décalées. Les premiers ont un miroir symétrique et le convertisseur est installé au point focal devant lui (une antenne à mise au point directe). Les schémas à deux miroirs peuvent également être utilisés lorsque le contre-miroir est installé au centre du miroir principal et que le convertisseur est déjà au centre. Le principal problème de telles antennes est que l’irradiateur et sa monture obscurcissent une partie du miroir principal de l’antenne, c’est pourquoi un tel schéma est généralement utilisé sur les antennes de grand diamètre (à partir de 1,5 mètre).
Les antennes décalées sont découpées dans un miroir parabolique, l’irradiateur est déplacé et n’obscurcit pas l’antenne, ce qui permet de réaliser des antennes de petite taille. De plus, les antennes décalées sont installées plus « verticalement », et parfois même avec une pente négative, par exemple, pour recevoir un signal du 85E à Moscou, et sont moins sujettes à l’influence des conditions météorologiques – l’accumulation de poussière, de neige ou glaçage. Cependant, les miroirs décalés de grande taille sont plus difficiles à fabriquer que ceux à mise au point directe.

Nous ne pouvons pas manquer de mentionner le multifeed – un support spécial qui permet d’installer plusieurs convertisseurs sur un miroir afin que chacun d’eux soit au centre de son satellite. Mais hélas – pour recevoir un signal, il ne se produira qu’à partir de positions orbitales proches, et il est également nécessaire de rechercher le compromis entre les différentes directions et de sacrifier la qualité du signal.

Donc:
si vous décidez de construire un poteau d’antenne, alors:
1. Déterminez s’il est possible de recevoir le faisceau souhaité du satellite souhaité au point d’installation, ainsi que la taille d’antenne requise.
2. Trouvez l’endroit où l’antenne est installée afin qu’aucun objet ne se trouve sur la ligne antenne satellite.
3. Achetez, montez et réglez l’antenne sur le satellite souhaité.
4. De plus, vous aurez besoin d’un convertisseur, mais il sera discuté dans la partie suivante.


Traitement du contenu avant la diffusion

Il y a seulement cinq ans, lors de la diffusion sur les réseaux locaux, la construction de la station de tête était suffisante. Cela n’est pas surprenant, car les diffusions multicast ne se souciaient pas de la capacité de charge élevée des canaux – les troncs gigabits couvraient les besoins de diffusion et les décodeurs étaient heureux de digérer les codecs populaires tels que MPEG-2, MPEG-4, MP2, AAC, etc.

Depuis lors, un certain nombre d’appareils utilisateur a considérablement augmenté – il y avait des téléviseurs intelligents, des téléphones portables et des tablettes. Chacun de ces appareils a ses propres limites, mais, d’une manière ou d’une autre, ils sont tous axés sur les services Internet. À l’heure actuelle, le format de diffusion le plus universel (pris en charge sur la plupart des appareils) est HLS, les codecs sont MPEG-4 AVC / H.264 et AAC. HLS est unicast-broadcast, ce qui signifie que le problème de la capacité de charge du réseau apparaît.

Dans la diffusion numérique, les codecs MPEG-2 et MP2 sont encore souvent utilisés, qui ne sont pas pris en charge par la plupart des Smart TV et des appareils mobiles. Par conséquent, avant de diffuser des chaînes de télévision aux abonnés, utilisez NAZA Transcoder pour le transcodage (modification des codecs), le redimensionnement (modification de la résolution) et le transrationnement (modification du débit binaire). De plus, NAZA Transcoder permet d’organiser une diffusion adaptative – lorsque chacun des canaux est envoyé au réseau en plusieurs débits, et que l’abonné en tire le meilleur parti, en fonction de la capacité du réseau entre lui et le diffuseur. Et il peut également être utilisé pour insérer un logo et d’autres graphique.


Livraisons

Il est très difficile de fournir à tous les abonnés des flux à partir d’une seule source avec diffusion unicast – cela nécessite de larges canaux de communication et un équipement puissant. Par exemple, étant donné que le débit d’un canal SD de bonne qualité est de 2 à 3 mégabits, vous pouvez vous attendre à ce que le canal gigabit standard soit suffisant pour 300 à 400 connexions, et si vous diffusez des canaux HD – encore moins. Avec la diffusion sur Internet, une autre chose complexe est la distance des abonnés (au sens réseau – le nombre de nœuds intermédiaires) et le problème de la bande passante s’ajoute également le problème des retards importants (latence). Pour résoudre ce problème, un réseau de distribution de contenu CDN composé de serveurs proxy de mise en cache est construit. Depuis le nœud central, le contenu est transféré vers certains serveurs CDN.

Jusqu’à présent, très peu de gens comprennent de quel type de système il s’agit et pourquoi il est nécessaire.
Considérons la situation suivante: vous avez une station qui diffuse des chaînes et il y a des abonnés avec leurs appareils. Comment peuvent-ils être connectés les uns aux autres? Vous pouvez pré-enregistrer une liste de chaînes dans la console, mais tous les abonnés pourront accéder aux chaînes uniquement à partir de cette liste. Comment est-il possible d’empiler des canaux? Et comment contrôler le paiement des colis? Nous avons besoin d’un système middleware exactement pour résoudre ces problèmes. Il autorise les utilisateurs, fournit des données sur le contenu autorisé et se déconnecte lorsque l’abonné a des fonds insuffisants – et ce ne sont que les principales fonctions du système.
Les services des middlewares modernes (maintenant on l’appelle souvent la plate-forme IPTV) sont beaucoup plus larges, nous allons donc consacrer un article séparé à ce système, et peut-être même plusieurs articles.


Et qu’en est-il de la protection?

Tout d’abord, vous devez comprendre que la fourniture de contenu est un type d’entreprise. C’est une affaire pour le fournisseur, c’est une affaire pour le producteur de contenu. Et la diffusion en continu de chaînes de télévision, de films sous une forme ouverte, sans recours à aucun moyen de protection technique, conduit à un accès incontrôlé aux ressources, à la copie et à la reproduction du contenu. Par conséquent, certains titulaires de droits ne signeront même pas de contrat avec vous en l’absence de systèmes de sécurité – CAS / DRM.
Dans les systèmes IPTV, deux types principaux peuvent être utilisés: fournir un accès à des liens uniques – jetons, et par le chiffrement du contenu ou la transmission sur des canaux de communication sécurisés.
Ce sujet est très vaste et mérite un article séparé.

 

Solution pour le BUS, transport en commun, trains, avions

    • Diffusion de publicité et canal d’information
    • 1 500 trains, 40 000 écrans
    • Gestion centrale de l’émission
    • Passage automatique à un enregistrement local en cas de perte de connexion
    • Notifications d’alarmes par les signaux des capteurs
    • Catalogue de films pour passagers
    • Le concept du BYOD – apportez votre propre appareil
    • Canal d’information, données de vol
    • Services payants
    • Commande de biens et services à partir de l’écran de l’appareil

Chaque diffuseur est tôt ou tard confronté à des problèmes liés à l’attribution de ses propres chaînes de télévision, à l’introduction d’informations supplémentaires dans la vidéo ou à son remplacement, au contrôle de la qualité de la diffusion.
Nous proposons des solutions qui permettent:
1. Intégrer du contenu statique ou dynamique dans le flux vidéo, par exemple, votre logo, code QR, texte en cours d’exécution ou heure actuelle.

2. Remplacer les insertions publicitaires par votre propre contenu selon un calendrier prédéfini ou en reconnaissant les balises SCTE dans le flux.

3. Surveillance visuelle de la diffusion de plusieurs chaînes de télévision sur plusieurs moniteurs grâce à l’affichage en mosaïque.

4. Maintien de la surveillance matérielle de la qualité des flux, réception de données précises sur des paramètres MPEG-TS tels que PCR_jitter, débit binaire, perte de paquets, etc.

 

Appareils client,multi – écrans

  • Décodeurs TV (IP STB)
  • Appareils Android et iOS
  • Application de navigateur WEB
  • SmartTV basée sur Tizen
  • SmartTV basée sur WebOS
  • Interface multilingue

Opportunités pour les prestataires de services

  • Facturation des services payants
  • Statistiques sur la télévision
  • Système de gestion de contenu multimédia
  • E-commerce – catalogue de produits et services pour les abonnés
  • Page principale ADs, ticker, messages pour les clients
  • Personnalisation de l’interface

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