Arquitectura e Tecnologias de Suporte

Para se compreender melhor o modo de funcionamento da IPTV, será apresentada nesta secção a sua arquitectura e as tecnologias de suporte.

Os principais componentes da IPTV são Head-End, onde é feita a aquisição dos conteúdos através de satélite, câmaras digitais ou servidor e a sua codificação e empacotamento; o Middleware é responsável pela gestão, consumos e entrega dos conteúdos; Protecção de conteúdo, encriptação e gestão dos Digital Media Rights; rede de transporte e acesso; Costumer premise [3].

Na figura 2 pode observar-se a disposição dos elementos fundamentais de uma rede de IPTV que serão descritos de seguida.

Head-End

O Head-End é o ponto de entrada da informação numa rede de IPTV. É neste ponto que a Broadcast TV e o conteúdo on-demand é recebido e formatado para ser distribuído na rede IP [3].
Podem ser identificados dois tipos: Broadcast TV Head-End e Video On Demand (VOD) Head-End.

O Broadcast TV Head-End recebe stream de vídeo em vários formatos que reformata e encapsula enviando o sinal de vídeo sobre o núcleo da rede até à rede de acesso.
Podem ainda existir Head-End locais com a função de capturar sinais de rádio e/ou TV local.

Os sinais de satélite são descodificados e o seu conteúdo é enviado para um codificador que codifica e multiplexa sinais de áudio e vídeo e envia-os por stream em tempo real através de um protocolo de multicast. O conteúdo também pode ser armazenado em servidores on-demand.

Middleware

O Middleware é o software responsável pela aplicação de funções de autentificação do utilizador, facturação, gestão de servidor de vídeo e protecção de conteúdos, incluindo servidores de Web e aplicações de gestão de sistemas.

O Middleware gere os componentes chave da IPTV fornecendo as interfaces necessárias para a sua integração com outros componentes. Além destes, também integra os serviços de VOD, Digital Media Rights, Set-Top-Box (STB) com a restante rede [3].

O Middleware é, fundamentalmente, uma arquitectura cliente servidor, sendo a STB o cliente e o Head-End o servidor. É o Middleware que define a forma como o utilizador interage com o serviço, por exemplo, os serviços de guia de programação, VOD e de pay-per-view sendo estes controlados pelo Middleware. Esta característica permite que os fornecedores do serviço de IPTV controlem a sua performance e subscrições (por exemplo, quais os filmes mais/menos requisitados). Outra funcionalidade é o Audience Meter, que controla o uso de cada canal televisivo. Assim, é possível às empresas que fornecem o serviço de IPTV, obter informações sobre as preferências de cada utilizador. Cada vez que um utilizador muda de canal é enviado um comando IGMP (Internet Group Management Protocol) de saída para a DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) seguido de um comando IGMP de entrada. A DSLAM recolhe todas as mudanças de canal feitas pelos utilizadores podendo estes dados ser posteriormente utilizados para fins estatísticos. Na figura 3 apresenta-se um esquema onde pode ser visto o posicionamento da DSLAM.

A facilidade de gestão de múltiplos serviços deve-se ao "duplo sentido" da rede IP. Esta arquitectura IP cria normas para as aplicações e serviços que lhe são integrados e a IPTV torna-se mais uma destas aplicações. Devido à convergência a gestão de todos os serviços torna-se numa questão de distribuição dos mesmos a múltiplos utilizadores da mesma rede.

Protecção de conteúdos

Este é um assunto de elevada importância quando se fala de IPTV. Trata-se da capacidade de evitar violações dos Digital Media Rights e garantir pagamento pelo seu uso, Conditional Access System. Cada fornecedor tem a sua própria abordagem relativamente ao problema de protecção de conteúdo, mas consiste geralmente em cifrar o conteúdo de modo a que apenas o utilizador com permissões lhe possa aceder [3]. Este tipo de controlo é aplicado tanto à difusão da televisão como aos serviços de VOD.

Rede de transporte e acesso

A rede de transporte divide-se em três partes: núcleo, edge e acesso.
Os streams de vídeo codificados são enviados pelo núcleo que pode ser constituído por redes IP já existentes ou por redes IP desenhadas especificamente para transporte de vídeo. A rede de acesso estabelece a ligação entre a rede de transporte e a costumer premise e utiliza ADSL 2+ ou VDSL para fornecer a banda necessária para um serviço de IPTV. Pode também usar PON e FTTH, no caso de usar fibra óptica e, no caso de ligação wireless, WiMAX (ver figura 4) [4].

Costumer Premise

A Costumer Premise é a localização onde se realizam as funções terminais da rede de banda larga através do modem DSL [5].
Nesta fase o elemento mais importante é o receptor de IPTV, a Set-Top-Box (figura 5), que efectua a interface entre o cliente e o servidor.

A STB utiliza protocolos RTSP e IGMP podendo aceder aos serviços recorrendo a estes. É a STB que permite ao cliente seleccionar e receber conteúdos, sendo responsável pelo desempacotamento de stream e por descodificação de conteúdos.