Традиційне статистичне мультиплексування
Статистичне мультиплексування по IP
Переваги статистичного мультиплексування по IP
Реалізація статистичного мультиплексування по IP
Схеми агрегації контенту
Статистичне мультиплексування - це технологія агрегації контенту. Існує три типи архітектури для контент-агрегації - централізована, розподілена і архітектура з резервуванням (primary / backup).
При централізованій архітектурі весь контент кодується на центральній головної станції, все кодери і мультиплексори розміщені поруч один з одним.
При розподіленої архітектурі контент може кодуватися й у віддалених точках. В цьому випадку кодери розміщені в різних студіях, а мультиплексори знаходяться на центральній станції.
Архітектура з резервуванням використовується в тих випадках, коли оператори ділять контент між основною і резервною станцією; така схема дозволяє відновити працездатність системи і / або збалансувати навантаження в разі виходу з ладу основної системи.
Централізована агрегація контенту
Розподілена агрегація контенту
Цей варіант зазвичай використовується для агрегації регіонального / місцевого контенту. Багато операторів транслюють як загальнонаціональні програми, так і регіональні, створювані в віддалених студіях. В цьому випадку кодери розміщуються у віддалених точках мережі, а мультиплексори знаходяться на центральній станції.
Традиційна система статистичного мультиплексування вимагає, щоб кодери і мультиплексори розміщувалися поруч один з одним. Це пов'язано з обмеженнями на довжину ASI ліній. Обійти ці обмеження можна декількома способами:
При стандартному підході місцеві програми, створювані в віддаленій студії, піддаються там високошвидкісний CBR (Constant Bit Rate) компресії і в такому вигляді передаються в центральну студію. Там вони декодуються і подаються в систему статистичного мультиплексування.
Таблиця 1.
Приклад підвищення ефективності використання
транспортного ресурсу за рахунок застосування статистичного мультиплексування по IP.
Число каналів,
формованих
в студії
Ширина
сумарного
потоку
сумарний потік
після обробки
DiviTrack IP
економія
транспортного ресурсу
при статистичному
мультиплексировании по IP (%)
економія
транспортного ресурсу (Мбіт / с)
Число послуг,
які можна додати
в канал за рахунок
статистичного
мультиплексування
Друге рішення передбачає низькошвидкісне CBR кодування місцевих каналів на віддаленій студії, їх передачу на центральну станцію і змішування з CBR кодованими загальнонаціональними програмами. Якщо у віддаленій студії формується відразу кілька програм, то вони можуть передаватися на центральну станцію в статистично мультиплексированную пакеті, який ремультіплексіруется на головній станції. Це рішення недороге, але найгірше в плані ефективності використання транспортної смуги.
Характеристики.
варіанти вирішення
ефективність
використання
смуги
капітальні
і експлуатаційні
витрати
У міру збільшення числа послуг, які сервіс-провайдери прагнуть розмістити в обмеженою транспортної смузі, зростає і потреба в її ефективному використанні.
Тому можна розглянути це питання трохи докладніше.
Загальновідомо, що VBR кодування більш ефективно, ніж CBR, але треба враховувати, що ефективність VBR тим вище, чим більше каналів мультиплексуюча. Чим більше каналів, тим більше можливостей ефективно сблансіровать розподіл полоси.Кісмен представив ефективність системи VBR мультиплексування як функцію від числа каналів в пакеті (1). Вона зображена на малюнку 4. Скрупульозне тестування дозволяє Harmonic'у постійно уточнювати цю модель і підвищувати ефективність використання спектра. Третє рішення передбачає використання трансрейтора на центральній станції. Він ремультіплексірует CBR програми або VBR пакети, що надходять з віддалених студій, формуючи більші VBR пакети. Це дозволяє використовувати спектр більш ефективно. Це рішення може розглядатися як компроміс між першими двома, так як більш ефективне використання спектра досягається за рахунок подорожчання й ускладнення системи.
При статистичному мультиплексировании по IP ці проблеми ліквідуються завдяки використанню віртуальної "головної станції", що об'єднує всі віддалені точки. Типова архітектура системи агрегації каналів включає мультиплексори, розміщені на центральній станції, і кодери в віддалених студіях. Типова архітектура системи розподілу припускає, що мультиплексор, встановлений на будь-якої віддаленої станції, може статистично мультиплексировать потоки від кодерів, розміщених на цій або будь-який інший станції.
Для кращого розуміння залежності ефективності статистичного мультиплексування від числа каналів проаналізуємо таблицю 1.
В даному випадку провайдер цифрового ефірного телебачення збирає 24 каналу, що надходять з п'яти віддалених студій. Якщо цей оператор статистично мультиплексирует канали в кожній студії і потім збирає їх на головній станції для ретрансляції, то для передачі потоків з сумарною швидкістю 80,3 Мбіт / с йому буде потрібно сформувати чотири пакети. Використовуючи статистичне мультиплексування, він зможе розмістити ці канали в трьох пакетах, заощадивши 8,3 Мбіт / с (10,3%). Або в тій же смузі він може розмістити два додаткових каналу.
У таблиці 2 наведені порівняльний характеристики чотирьох варіантів розподіленої агрегації контенту.
Архітектура з резервуванням (primary / backup)
Деякі оператори підтримують резервну систему на випадок сумнівного відмови основний, подібне резервування вимагає часткового або повного дублювання основної системи.
Для ілюстрації гнучких можливостей статистичного мультиплексування по IP розглянемо кілька сценаріїв:
Оператор використовує одночасно обидві системи, кожна з яких транслює частина каналів. При традиційному статистичному мультиплексировании мультиплексований пакет однієї з систем може бути переданий другий тільки в тому вигляді, в якому він сформований. При збої в одній з систем оператор втрачає частину транспортної потужності і повинен вибирати, які послуги йому продовжувати транслювати (наприклад, живі трансляції, платні програми (PPV) преміальні канали). Але з урахуванням того, що оператор може вибирати тільки між готовими пакетами, в разі втрати одного каналу він не може зібрати в другому найбільш затребувані послуги з обох пакетів.
Статистичне мультиплексування на базі IP дозволить оператору вибрати з припинив мовлення пакету найбільш значущі послуги і замінити ними менш значимі з робочого пакета.
У наступному сценарії для мовлення використовується тільки основна система, а друга знаходиться в резерві. В цьому випадку резервна система, як правило, має меншу потужність, ніж основна, і оператор знову ж виявляється перед необхідністю вибору. Але якщо в системах традиційного статистичного мультиплексування резервний пакет має фіксований склад, то при IP мультиплексировании туди можна також включати потоки з основної системи і динамічно змінювати склад пакета.
На малюнку 6 показана спрощена схема архітектури з резервуванням.
Інновації Harmonic, його досвід в статистичному мультиплексировании і технологіях передачі MPEG по IP привели до формування нового принципу контент-агрегації - статистичного мультиплексування по IP2.Головна особливість систем статистичного мультиплексування по IP полягає в тому, вони використовують коммутируемую IP мережу, а не ASI канали між фізичними портами кодеров і мультиплексорів. В результаті кодер, розміщений в довільній точці мережі, може формувати потік для будь-якого пакета, що дозволяє створювати віртуальні головні станції.
Статистичне мультиплексування по IP забезпечує значну ефективність в плані експлуатації і використання транспортного ресурсу, а також істотне зниження витрат. Воно забезпечує наступні основні переваги:
- Будь-яка послуга може бути включена в будь-який пакет, що забезпечує гнучкість і масштабованість системи.
- Спрощення агрегації контенту за рахунок ліквідації обмежень по відстані.
- Одноетапне статистичне мультиплексування підвищує ефективність використання транспортного ресурсу, оптимізує розподілену схему агрегації контенту і створює можливість збалансувати завантаження основної та допоміжної (резервної) системи.
- Використання Ethernet-обладнання спрощує систему і знижує її вартість.
- Більш гнучкі можливості резервування підвищують надійність надання послуг.
- Самоврядна інфраструктура спрощує управління системою.