Разработка и исследование моделей оценки качества передачи видео в IP-сетях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат наук Маколкина, Мария Александровна

• Маколкина, Мария Александровна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Маколкина, Мария Александровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ КОНЦЕПЦИЙ

ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ IPTV

1.1 Структура построения IPTV

1.1.1 Услуги IPTV

1.1.2 Архитектура IPTV

1.1.2.1 Головная станция и узел кодирования

1.1.2.2 Подсистема Видео по требованию

1.1.2.3 Сервисная платформа Middleware

1.1.2.4 Абонентское устройство

1.1.2.5 Подсистема условного доступа

1.1.3 Режимы передачи трафика и протоколы в IP-сетях

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА

ОБСЛУЖИВАНИЯ В IPTV

2.1 Показатели качества обслуживания в NGN

2.2 Механизмы обеспечения QoS в NGN

2.3 Методы оценки качества передачи видео

2.3.1 Субъективные методы

2.3.1.1 Mean Opinion Score

2.3.1.2 Picture Quality Rating

2.3.1.3 Difference Mean Opinion Score

2.3.1.4 Subjective Assessment Method for Video Quality evalution

2.3.1.5 Quality of Experience

2.3.2 Объективные методы

2.3.2.1 Media Delivery Index

2.3.2.2 Video Quality Measurement

2.3.2.3 Moving Picture Quality Metric

2.3.2.4 Noise Quality Measure

2.3.2.5 Peak Signal to Noise Ratio

Выводы по главе 2

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ МОДЕЛИ ОБЪЕКТИВНОЙ

ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ВИДЕО В 1Р-СЕТЯХ

3.1 Базовая модель

3.2 Моделирование влияния различных кодеков

3.3 Оценка разработанной модели

3.3.1 Оценка модели с помощью 1хСЬапо1

3.3.2 Экспериментальная оценка

3.3.3 Моделирование влияния различных кодеков

в зависимости от уровня потерь

3.4 Выводы по результатам моделирования

3.5 Относительная метрика оценки качества видео

Выводы по главе 3

ГЛАВА 4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ САМОПОДОБИЯ ТРАФИКА

НА ОЦЕНКУ КАЧЕСТВА ВОСПРИЯТИЯ

4.1 Исследование аномалий трафика

4.1.1 Описание иммитационной модели

4.1.2 Методы оценки параметра Хёрста

4.1.3 Расчёт параметра Хёрста

4.1.4 Результаты моделирования

4.2 Взаимосвязь коэффициента Хёрста с субъективной оценкой

качества передачи видео

Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Листинг программы

Приложение Б. Акты о внедрении

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование моделей оценки качества передачи видео в IP-сетях»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Современное общество характеризуется проникновением бизнеса во все области человеческой жизни. При этом в деловом мире можно наблюдать две основные тенденции -к укрупнению бизнеса и к всё большей роли, которую в нём играют инфокоммуникации. Но современные услуги связи необходимы не только деловым заказчикам, связь всё чаще используется рядовыми пользователями: она становится неотъемлемой частью общения людей, доступом к популярным развлечениям, элементом престижа, средством заработка и т. д.

По мере развития и усложнения услуг связи, они обычно становятся более требовательными к ресурсам сети связи, на базе которой они предоставляются.

Концепция сетей связи следующего поколения Next Generation Network (NGN) дает оператору большие возможности по организации практически неограниченного количества услуг, в то же время она ставит новые задачи с точки зрения создания и внедрения новых методов для оценки качества восприятия Quality of Experience (QoE).

Современным телекоммуникационным операторам, стремящимся к увеличению средней прибыли с пользователя Average Revenue Per User (ARPU), необходимо не только постоянно внедрять вновь появляющиеся услуги, но и для того, чтобы оставаться конкурентно способными, следует не забывать о качестве предоставляемых услуг. Сегодня услуги Internet Protocol Television (IPTV) завоевывают все большую популярность среди рядовых пользователей, и большинство операторов уже развернули или разворачивают площадки для их внедрения. Данный тип услуг является нетривиальным с точки зрения оценки качества. Существует ряд методов для оценки качества передаваемого видео, но нет однозначного мнения и как следствие подхода, дающего четкое представление оператору, что же видит на экране телевизора пользователь, поэтому сложно спрогнозировать и предотвратить возникающие проблемы в вещании, предупредить клиента и повысить тем самым его лояльность. Объём

трафика IPTV существенно увеличился за последние годы и влияет на показатели качества обслуживания для всех видов трафика, передаваемых в IP-сетях, в том числе, и на качество доставки самого трафика IPTV.

Услуги IPTV реализуются на базе технологии TCP/IP, которая выбрана в качестве базовой технологии для построения сетей связи следующего поколения NGN. Измерения трафика IPTV, как и всего трафика видеоприложений, показывают, что он имеет тенденцию к экспоненциальному росту и начинает конкурировать с трафиком от традиционных приложений в IP-сетях в борьбе за сетевые ресурсы.

Долгое время в роли основных методов оценки качества IPTV рассматривались только субъективные методы оценки качества передачи видео, однако, их широкое использование в процессе эксплуатации услуг IPTV не представляется возможным в виду сложности проведения тестов (необходимость постоянно содержать группу или группы экспертов). Поэтому в последнее время большую популярность получили методы объективной оценки, которые основываются на сборе и анализе сетевых характеристик. Но и их нельзя назвать универсальными и способными точно оценить передаваемое видео, поскольку большинство таких методов не учитывает характеристик, специфических для видеоприложений. Поэтому сегодня существует достаточно большое число разнообразных методов оценки качества IPTV как субъективных, так и объективных. Некоторые из них стандартизованы.

Степень разработанности темы. Основные работы в области стандартизации методов оценки качества передачи видео, используемых в IP-сетях, проводятся Европейским институтом по стандартизации в области телекоммуникаций (European Telecommunications Standards Institute - ETSI), Международным союзом электросвязи (International Telecommunication Union -ITU), Группой экспертов по качеству видео (Video Quality Experts Group - VQEG), Альянсом по решениям в области телекоммуникаций (Alliance for Telecommunications Industry Solutions IPTV Interoperability Forum - ATIS IIF).

Результатом работы этих организация стал ряд Рекомендаций и стандартов. Так, например, ITU-R разработал Рекомендацию ВТ.500-13 «Методика субъективной оценки качества телевизионных изображений», ETSI - «TR 101 290» метрики MPEG2-TS для DVB, VQEG занимается тестированием алгоритмов оценки качества видео.

Вопросы построения NGN и оценки качества предоставляемых услуг исследовались в работах отечественных (Б. С. Гольдштейн, А. Е. Кучерявый, А. Н. Назаров, А. В. Осин, С. М. Смольский, Н. А. Соколов, С. Н. Степанов, О. И. Шелухин, М. А. Шнепс-Шнеппе, Г. Г. Яновский) и зарубежных (U. Black, J. Davidson, S. Fisher, J. M. Garcia, D. McDysan, D. Minoli, F. A. Tobagi и др.) авторов.

Однако на сегодняшний день не существует объективного метода оценки качества передачи 1PTV в реальном времени, который мог бы однозначно определить приемлемое или нет качество видео со стороны пользователя. При запуске услуг 1PTV оценку качества видео делят на несколько этапов, что-то проверяется только при внедрении услуги, другие показатели только в момент эксплуатации. Таким образом, оператор желающий внедрить услуги IPTV вынужден поддерживать функционирование нескольких объективных и субъективных методов оценки качества видео одновременно. Над разработкой метода, который позволял бы оценить одновременно показатели качества, зависимые от сети и от специфики приложения в реальном режиме времени, а также над корреляцией субъективных и объективных методов, работают многие международные лаборатории и университеты совместно с Международным союзом электросвязи (МСЭ).

В данной диссертационной работе ставятся и решаются задачи, связанные с анализом и разработкой моделей оценок качества передачи видео в мультисервисных сетях с учетом особенностей трафика таких сетей. В ряде публикаций (А. Е. Кучерявый, А. В. Осин, А. И. Парамонов, С. М. Смольский, Д. В. Тарасов, О. И. Шелухин, М. Crovella, W. Leland, S. Molnar, К. Park,

M. Taqqu, W. Willinger) показано, что трафик сетей NGN может быть адекватно представлен с использованием самоподобных процессов.

Тем не менее, вопросы исследования качества оценки передачи видео по IP-сетям с учетом свойств самоподобия трафика остаются открытыми, что и определяет актуальность диссертационной работы.

Цель работы и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в разработке и исследовании моделей оценки качества передачи и качества восприятия видео в IP-сетях.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе последовательно решаются следующие задачи:

- анализ архитектуры и возможностей существующих систем на примере предоставления услуг IPTV;

- анализ существующих методов оценки качества на примере предоставления услуг IPTV;

- разработка комплекса параметров качества обслуживания, оказывающих существенное влияние на оценку качества передачи видео по IP-сетям;

- разработка модели оценки качества передачи видео по IP-сетям, учитывающей сетевые характеристики и параметры, специфические для видеоприложений;

- проведение имитационного моделирования для проверки корректности допущений, которые были сделаны в модели для упрощения расчета, а также для оценки пригодности использования модели;

- анализ трафика различных приложений в IP-ориентированных мультисервисных сетях с учетом свойств самоподобия;

- разработка имитационной модели фрагмента IP-сети для оценки влияния свойства самоподобия видеотрафика и трафика различных приложений на качество передачи видео по ГР-сетям;

- разработка метода объективной оценки качества восприятия видео на основе выявления взаимосвязи между субъективными оценками и значением параметра Хёрста;

- проведение натурных экспериментов для определения взаимосвязи между субъективными и объективными методами оценки качества передачи и восприятия видео.

Научная новизна. Основные результаты диссертации, обладающие научной новизной:

- разработана модель оценки качества передачи видео в 1Р-сетях с учетом характеристик сети и видеоприложений;

- доказано влияние различной реализации кодеков на качество передаваемого видео в зависимости от разного уровня потерь и размера видеокадра;

- выявлено, что количество потерянных пакетов является доминирующим фактором, влияющим на качество видео в каждой конфигурации видеоприложения;

- предложено использование коэффициента, который учитывает характеристики видео и отображает искажения видеопоследовательности, для характеристики взаимосвязи между объективными и субъективными оценками качества передачи видео;

- предложен метод объективной оценки качества восприятия видео на основе выявленной взаимосвязи между субъективными оценками и значением параметра Хёрста.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы состоит в разработке и исследовании модели оценки качества передачи видео в ТР-сетях, и исследовании взаимосвязи параметра Хёрста, характеризующего степень самоподобия, и субъективных методов оценки качества восприятия видео. Практическая ценность работы состоит в возможности использования полученных результатов для проектирования, планирования и расчета предельных характеристик ГР-сетей при предоставлении видеоуслуг. Результаты работы использованы ФГУП ЦНИИС при подготовке вклада Администрации связи Российской Федерации в Международный Союз Электросвязи, ОАО «ГИПРОСВЯЗЬ-СПб» при выполнении проектно-

изыскательных работ в области предоставления мультимедийных услуг и услуг 1РТУ, в том числе в ряде проектов ОАО «Ростелеком» и в системном проекте по развитию СПД ОАО «Ленэнерго», а также в учебном процессе кафедры сетей связи Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича (СПбГУТ) при чтении лекций и проведении практических занятий и лабораторных работ по курсам «Качество сервисов и услуг в сетях связи» для бакалавров и «Качество восприятия в сервисах и услугах связи» для магистров.

Методология и методы исследования. При проведении исследований применялись методы теории телетрафика, теории фракталов, самоподобных процессов и имитационного моделирования. Для численного анализа, проведения оценки и промежуточных вычислений использовался программный математический пакет МаШсас! 13.0. Имитационное моделирование фрагмента 1Р-сети для оценки степени самоподобия выполнено с помощью открытого пакета моделирования сетей пб-2.

Положения, выносимые на защиту:

- модель оценки качества передачи видео в ТР-сетях;

- влияние различной реализации кодеков на качество передаваемого видео в зависимости от разного уровня потерь и размера видеокадра;

- количество потерянных пакетов является доминирующим фактором, влияющим на качество передачи видео в каждой конфигурации видеоприложения;

- введение коэффициента, учитывающего характеристики видео и отображающего искажения видеопоследовательности для определения взаимосвязи между объективными и субъективными оценками качества передачи видео;

- метод объективной оценки качества восприятия видео путем измерения параметра Хёрста.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов диссертационной работы подтверждается корректным

использованием математических методов исследования и результатами имитационного моделирования. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международном Семинаре МСЭ для стран-членов Регионального содружества в области связи «Переход с IPv4 на IPv6: регуляторные и технические аспекты» (Кишинев, Республика Молдова, май 2012 года), на 69-й, 67-й, 65-й конференции СПбНТОРЭС им. А. С. Попова. (Санкт-Петербург, 2014, 2012, 2010), II Международной научно-технической и научно-методической конференции «Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании» СПбГУТ (Санкт-Петербург, 2013), 64-й, 63-й, 61-й научно-технической конференции СПбГУТ (Санкт-Петербург, 2012, 2011, 2009), а также на заседаниях кафедры сетей связи СПбГУТ.

Публикации. Материалы, отражающие основные результаты диссертационной работы, опубликованы в сборниках научно-технических конференций и в журналах отрасли. Всего опубликовано 13 работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает содержание, введение, четыре главы, заключение, список сокращений и условных обозначений, список литературы, включающий 108 наименований, и два приложения. Работа изложена на 187 страницах, содержит 34 рисунка, 14 таблиц.

Личный вклад. Все результаты диссертационной работы получены автором самостоятельно.

Краткое содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, рассматривается состояние исследуемой проблемы, сформулированы цели и задачи работы, перечислены основные научные результаты, полученные в диссертации, определены практическая ценность и область применения результатов, приведены сведения об апробации работы и представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертационной работы проведен анализ существующих услуг IPTV, современных систем для предоставления такого типа услуг, технологий и протоколов, а также тенденций развития IP-сетей в направлении предоставления новых услуг интересных для широкого круга пользователей. Определены основные компоненты типового комплекса для предоставления интерактивных услуг IPTV, их функциональность и порядок взаимодействия. Выявлены проблемы и сложности внедрения и реализации услуг IPTV.

Во второй главе проводится обзор наиболее известных методов оценки качества IPTV. Выделяются особенности и недостатки применения различных методов. В начале главы рассмотрены основные механизмы обеспечения качества обслуживания в IP-сетях. Далее проводится анализ и сравнение субъективных и объективных методов оценки качества IPTV, и их роль в формировании нового показателя качества восприятия QoE (Quality of Experience) в IP-сетях. Определяется зависимость искажений видео от сетевых показателей. Выявляется наиболее подходящая область и стадия реализации услуг IPTV для использования метода.

Третья глава посвящена разработке модели оценки качества передачи видео в IP-сетях, основанной на взаимосвязи потерь, возникающих на сети, и искажений, видимых зрителем при просмотре телепрограмм и фильмов. Модель помимо характеристик сети позволяет учитывать влияние других параметров, специфичных для видео приложений. В частности в третьей главе производится моделирование влияния различных кодеков на качество передачи видео в зависимости от уровня потерь, момента возникновения потерь. Для проверки пригодности модели «потери - искажения» проводится натурный эксперимент, который позволяет оценить адекватность использования предложенной модели относительно других методов оценки качества передачи видео. В ходе моделирования выявляются ограничения для модели и предлагается использование параметра, учитывающего свойство самоподобия видеотрафика.

Четвёртая глава посвящена исследованию самоподобных свойств видеотрафика в IP-сетях. Разработана имитационная модель, представляющая

собой сегмент сети, в которой наравне с видеотрафиком присутствует трафик других видов приложений. Существует несколько способов для расчёта коэффициента Хёрста, определяющего степень самоподобия, в данной работе выбрано несколько: метод анализа графика изменения дисперсии, метод нормированного размаха, метод Хигучи, метод НЕАБ2 и метод Виттла. На основе моделирования получены оценки степени самоподобия для видеоприложений, приложений передачи речи и данных. Выявлена взаимосвязь между значениями параметра Хёрста и субъективными методами оценки качества передачи видео. Определен характер зависимости методов субъективной оценки от параметра Хёрста.

ГЛАВА 1

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ КОНЦЕПЦИЙ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ IPTV

1.1 Структура построения IPTV

Internet Protocol Television (IPTV) представляет собой цифровое интерактивное телевидение в IP-ориентированных сетях, в том числе и в первую очередь в сетях NGN. Классическая схема предоставления услуг IPTV существенно отличается от Internet-TV. Internet-TV предоставляет возможность просмотра телепрограмм через Интернет, в качестве транспорта использует общедоступную сеть, которая открыта для любого пользователя на любом континенте, более того, каждый может опубликовать информацию, которая будет глобально доступна.

IPTV является одним из вариантов построения сетей кабельного, спутникового телевидения, в котором в качестве транспорта используется IP-сеть. Это закрытая сеть, иногда полузакрытая, которая входит в состав сети оператора связи, зависит от его топологии и инфраструктуры, полностью ему принадлежит и не доступна целиком из Интернета. Более того, все устройства, подключенные к сети, контролируются оператором. Таким образом, IPTV - это один из способов доставки видео до пользователя в IP-сетях, т. е. IPTV представляет собой технологию доставки мультимедийных услуг (телевидение, аудио/видео, текст, данные, графика) в интерактивном режиме и в режиме вещания.

Выделяют ряд свойств технологии IPTV:

• поддержка интерактивного телевидения;

• персонализация;

• отложенный просмотр;

• доступность услуг IPTV при использовании терминалов различных пользователей.

Под поддержкой интерактивного телевидения понимают возможность поддерживать двунаправленную передачу, т. е. наличие обратной связи между оператором/провайдером и пользователем услуги, что, в свою очередь, позволяет реализовать широкий спектр интерактивных приложений. Персонализация услуг IPTV позволяет пользователям самостоятельно выбирать, что и когда они хотят смотреть, от стандартной услуги Video on Demand (VoD) - трансляция фильмов с видеосервера по запросу пользователя, до формирования индивидуального пакета каналов и программ. Таким образом, из всего обширного спектра телепрограмм и телеуслуг пользователь может сформировать собственный пакет в соответствии со своими предпочтениями. Отложенный просмотр является наиболее расширенной реализацией услуг IPTV, позволяет записывать программы с последующим просмотром, в том числе имеется возможность перемотки записанной программы, например, чтобы исключить рекламу. На сегодня большинство систем IPTV и операторов не позволяют пользователю перематывать программы, но не из-за технических, а скорее маркетинговых причин. Доступность услуг IPTV делает возможным просмотр не только с телевизионного приемника, но и с других устройств, например, персональных компьютеров и мобильных устройств.

Требования к сетевому и терминальному оборудованию IPTV определены в утвержденной рекомендации ITU-T Y.1910 «Функциональная архитектура IPTV» [1]. Данная рекомендация позволяет поставщикам услуг предлагать весь спектр услуг IPTV на базе IP-сетей.

1.1.1 Услуги IPTV

Интерактивное телевидение IPTV является наиболее сложным и интересным из всех новых видов вещания. Оно предоставляет телезрителю самые невероятные возможности активного участия в телепередачах — от ответов на вопросы в режиме онлайн до участия в шоу с помощью своего виртуального образа. Характерной особенностью цифрового IPTV является, наряду

с предоставлением абоненту интерактивного видеоконтента, высокое качество изображения (т. е. телевидение высокой четкости - High-Definition Television -HDTV) и дополнительные услуги для зрителя, позволяющие ему через обратный канал связи активно взаимодействовать с системой IPTV и оказывать влияние на то, что происходит на экране. Функции интерактивности реализуются с помощью пульта дистанционного управления или интерактивной клавиатуры через клиентский терминал Set-Top-Box (STB).

В настоящее время исследованиям, связанным с расширением возможностей интерактивного телевидения, и анализу существующих систем реализации данных услуг посвящено большое количество работ ведущих специалистов [2-10].

В систему IPTV могут входить как обычные каналы, так и каналы расширенного телевидения с интерактивным контентом и различные вариации услуг «видео по запросу» - Video-on-demand (VoD). VoD предоставляет возможность просмотра заказанных программ в определенное время, позволяет заказать фильмы с пульта управления и включает основные функции видеомагнитофона: пуск, паузу и перемотку.

Известные услуги IPTV можно разделить на три большие группы [11]:

1. Телевизионные сервисы и Personal Video Recorder (PVR) сервисы.

2. Услуги VoD.

3. Интерактивные сервисы.

К первой группе относятся такие услуги как: Broadcast Television (BTV), Electronic Program Guide (EPG), Start Over (SO), Network Personal Video Recorder (NPVR), Pause Live TV (PLTV), Instant Personal Video Recorder (IPVR), Time-shift TV (TSTV). Они включают в себя как классические услуги вещания телевизионных каналов, так и реализуемые только в IPTV услуги записи и повторного просмотра понравившейся телепередачи. Рассмотрим данные услуги подробнее.

BTV — Broadcast Television - вещание телевизионных каналов по IP-сети. Классическая услуга телевизионного вещания. Как правило, способом оплаты

является абонентская плата за пакет телеканалов или в более широкой версии за канал. Пользователь имеет возможность переподписки на пакеты каналов. В будущем предполагается, что пользователь сам сможет формировать пакеты телеканалов, руководствуясь только своими предпочтениями.

EPG - Electronic Program Guide - электронная программа передач. Предоставляется без оплаты, т. к. является основным инструментом информирования пользователя о будущих программах и для использования PVR сервисов.

NP VR - Network Personal Video Recorder - сетевой видеомагнитофон - заказ «записи» будущих программ через EPG. Заказ каждой программы оплачивается отдельно. Пользователь может просматривать «записанную» программу в течение определенного времени (например, 24 или 72 часа) неограниченное количество раз.

SO - Start Over - перезапуск программ - возможность просмотра текущей телепередачи сначала. Отсутствие возможности прокрутки. Техническая возможность перемотки имеется, но в данный момент эта опция закрыта для пользователя, чтобы при просмотре программы не перематывали рекламу.

PLTV - Pause Live TV - пауза прямого эфира. Абонент в любое время прямой трансляции может нажать кнопку «pause» на пульте дистанционного управления. После паузы, нажав кнопку «play», можно продолжить просмотр с места остановки.

IPVR - Instant Personal Video Recorder - реализация записи не через заказ по EPG, а по нажатию абонентом кнопки «record» на пульте дистанционного управления в режиме полноэкранного просмотра. В результате осуществляется запись временного интервала между нажатиями кнопок «record» и «stop».

TSTV - Time-shift TV - телевидение со сдвигом во времени. Это наиболее широкая реализация всех сервисов, основанных на PVR. TSTV позволяет в любой момент времени нажать на «прямой трансляции» кнопку «rewind» и перемотать телеканал на любое время назад (10 минут, час, день, и т. д.).

К услугам «Видео по требованию» можно отнести: Video on Demand (VoD), Subscription Video on Demand (SVoD), Near Video on Demand (NVoD).

Базовой услугой является VoD-Video on Demand - видео по запросу. Пользователь может выбрать любой фильм, имеющийся в видеотеке и купить его на определенный период времени. Возможна вариация цены в зависимости от срока аренды (например, 6/12/24 часа), также на стоимость фильма влияет категория, в которой он находится. Например, новинки стоят дороже, чем фильмы из раздела «классика». Пользователь перед покупкой может бесплатно просмотреть трейлер к понравившемуся фильму при его наличии, также фильм снабжен подробным описанием и, как правило, постером.

SVoD - Subscription Video on Demand - видео по запросу по подписке. Позволяет оплатить абоненту неограниченный доступ к определенной категории VoD контента. При покупке фильмы из этой категории будут обходиться дешевле, чем фильмы из других категорий. Форма оплата также, как и для VoD осуществляется за заказ с вариацией цены в зависимости от срока аренды (например, 6/12/24 часа). Бесплатный просмотр трейлеров.

NVoD - Near Video on Demand - виртуальный кинозал, трансляция видеоконтента по расписанию в режиме групповой рассылки (multicast). Эта услуга больше интересна оператору, нежели пользователю, т. к. позволяет экономить ресурс сети, за счет использования режима multicast и не загружать ядро сети большим количество видеопотоков, передающих один и тот же фильм примерно в одно и тоже время. Так, например, при выходе нового разрекламированного фильма высока вероятность, что люди захотят его посмотреть. Вечером после работы, например, около 20:00 на сервер поступит поток заявок на данный фильм с разницей в несколько минут и оператору придется в режиме unicast проигрывать каждому пользователю этот фильм. Тем самым ресурс сети может быть быстро исчерпан. Чтобы передавать через сеть не 100 видеопотоков, а 1, оператор анонсирует популярный фильм и назначает ему стоимость ниже, нежели стоит его покупка по услуге VoD и время сеанса, например 20:00 или 22:00. Большинству пользователей неважно, начать просмотр

фильма в 19:53 или ровно в 20:00. В результате оператор эффективно использует ресурс сети, а пользователь рационально тратит деньги на счету. Как и в двух предыдущих случаях оплата происходит за заказ. Стоимость назначается в зависимости от категории фильма и периода аренды. Возможен бесплатный просмотр трейлеров.

К третьей группе услуг относятся те сервисы, которые интегрируются извне и могут являться частной разработкой оператора связи, например, игры на базе технологии Java (морской бой, крестики-нолики), интеграция с сервисом IP-телефонии, работа с электронной почтой на экране телевизора, интеграция с интернет-пейджером ICQ, информационно-справочные и коммерческие сервисы: погода, курс валют, новости. Таким образом, используя IPTV, пользователи могут заключать виртуальные пари, посещать телемагазины, голосовать на местных референдумах, участвовать в форумах и чатах, отправлять SMS-сообщения, хранить персональную информацию в электронных адресных книгах и календарях, создавать семейные фотоальбомы и т. п. К этой группе услуг можно отнести заказ и прослушивание музыкальных композиций, альбомов, концертов, реализацию услуги «караоке» и радио, которые являются довольно популярными.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Маколкина, Мария Александровна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рекомендация ITU-T Y.1910. Функциональная архитектура IPTV: - 2008.

2. Аристова, Н. Не просто телевидение / Н. Аристова // Газета «Ведомости». - 28.05.2007. - С. 15.

3. Кривошеев, М. И. Интерактивное телевидение / М. И. Кривошеев, В. Г. Федунин. - М.: Радио и связь, 2000. - 380 с.

4. Ройтман, В. И. В океане мультимедиа / В. И. Ройтман // Телемультимедиа. - 2003. - № 2. - С. 40^15.

5. Елисеев, И. Синергетический эффект [Электронный ресурс] / И. Елисеев // Сети. - 2006. - № 5. - С. 28-32. - Режим доступа: http://www.osp.rU/nets/2006/07/l 576910/

6. Долгополова, Н. Эффективное внедрение услуг Triple Play оператором связи / Н. Долгополова, И. Рытвинский, Н. Быстрицкий // Телемультимедиа. -2005.-№4.-С. 16-18.

7. Степанов, A. IP и TV новые возможности для вещателей или телесмотрение без вещателей / А. Степанов // Broadcasting. - 2007. - № 2. - С. 5961.

8. Дмитриев, С. Тенденции современного развития сетей кабельного телевидения // Broadcasting. - 2007. - № 2. - С. 22-23.

9. Косарев, А. В. Бизнес-процессы при реализации проекта IPTV / А. В. Косарев // Вестник связи. - 2007. - № 4. - С. 119-124.

10. Пескин, А. Е. Мировое вещательное телевидение, стандарты и системы // А. Е. Пескин, В. Ф. Труфанов. - М. : Горячая линия - Телеком, 2004. -310 с.

11. Маколкина, М. А. Методы оценки качества передачи видео в сетях связи : учебное пособие / М. А. Маколкина. - СПб. : СПБГУТ, 2012. -

12. Васильев, Б. Системно-сетевые решения по внедрению технологии NGN на Российских сетях связи / Б. Васильев, С. П. Соловьёв, А. Е. Кучерявый // Электросвязь. - 2005. - № 3.

13. Кучерявый, А. Е. Сети связи следующего поколения / А. Е. Кучерявый, А. Л. Цуприков. - М. : Центральный научно-исследовательский институт связи (ЦНИИС), 2006.

14. Семенов, Ю. В. Проектирование сетей связи следующего поколения / Ю. В. Семенов. - СПб. : Наука и техника, 2005.

15. Жданов, И. М. Построение городских телефонных сетей / И. М. Жданов, Е. И. Кучерявый. - М.: Связь, 1972.

16. Кучерявый, А. Е., Пакетная сеть связи общего пользования / А. Е. Кучерявый, Л. 3. Гильченок, А. Ю. Иванов. - СПб. : Наука и техника, 2004.

17. Кучерявый, Е. А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет / Е. А. Кучерявый. - СПб.: Наука и техника, 2004.

18. Дымарский, Я. С. Управление сетями связи: принципы, протоколы, прикладные задачи / Я. С. Дымарский, Н. П. Крутякова, Г. Г. Яновский. - М. : Связь и бизнес, 2003.

19. Голубев, А. Н. Системы коммутации в конце XX - начале XXI века / А. Н. Голубев, А. Е. Кучерявый, А. С. Миков // Проблемы разработки, внедрения и эксплуатации цифровых систем коммутации : семинар РНТОРЭС, Пермь, 21— 23 апреля 1997 г.

20. Кох, Р. Эволюция и конвергенция в электросвязи / Р. Кох, Г. Г. Яновский. - М. : Радио и связь, 2001.

21. Кучерявый, А. Е. Некоторые аспекты конвергенции сетей ТфОП/ЦСИС и 1Р / А. Е. Кучерявый, А. Л. Цуприков, Ф. Доленц, И. Г. Мазин // Вестник связи. -2000. - № 4.

22. Тюхтин, М. Ф. Системы Интернет-Телевидения / М. Ф. Тюхтин. - М. : Горячая линия - Телеком, 2008.

23. Бушминский, И. П. Приемные системы спутникового телевидения / И. П. Бушминский, Д. И. Кузнецов, А. А. Романов, М. Ф. Тюхтин. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 310 с.

24. Луканин, С. В. Модели предоставления доступа к услугам Triple Play / С. В. Луканин // Широкополосные мультисервисные сети, Buyers Guide. - 2007. -С. 17-19.

25. www.tvtech.ru

26. Колпаков, И. А. IP-телевидение начинается с головной станции / И. А. Колпаков, А. И. Барг, С. Ю. Колгатин // Кабельщик. - 2006. - № 10.

27. Hardin, Glen VOD servers-Equations and solutions / Glen Hardin, W. Paul Sherer // CED. - Aug. 2005. - Vol. 31, Issue 8 - P. 32.

28. Таненбаум, Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. - 4-е изд. - СПб. : Питер. - 2008.

29. RFC 2236. Протокол Internet Group Management Protocol, IGMPv2. -

1997.

30. RFC 2328. Протокол Open Shortest Path First, OSPF. - 1998.

31. RFC 4601. Протокол Protocol Independent Multicast, PIM. - 2006.

32. Симонина, О. А. Сети ЭВМ и телекоммуникаций : методические указания к лабораторным работам / О. А. Симонина. - СПб. : СПбГУТ, 2009.

33. Recommendation Y. 1540. Internet protocol data communication service - IP packet transfer and availability performance parameters. ITU-T. - 2007, November.

34. Recommendation Y.1221. Traffic control and congestion control in IP-based networks. - 2002.

35. Recommendation ITU-T Y.1541Network Performance Objectives for IP-Based Services. - Geneva, December, 2011.

36. Гольдштейн, Б. С. Сети связи / Б. С. Гольдштейн, Н. А. Соколов, Г. Г. Яновский. - СПб.: БХВ- Петербург, 2009.

37. Вегешна, Ш. Качество обслуживания в сетях IP / Ш. Вегешна. - М. : Издательский дом «Вильяме», 2003. - 368 с.

38. Кожанов, Ю. Ф. Интерфейсы и протоколы сетей следующего поколения / Ю. Ф. Кожанов. - СПб. : Альфарет. 2006. - 218 с.

39. Васильев, А. Б. Архитектура ССОП, ориентированная на обеспечение гарантированного уровня QoS / А. Б. Васильев, С. П. Соловьев, А. Е. Кучерявый // Материалы 5-й Международной конференции по NGN, NGN-2005. -Н. Новгород, 2005.

40. Кучерявый, А. Е. Качество обслуживания в сетях Интернет / А. Е. Кучерявый, Е. А. Кучерявый, Я. Харыо // Электросвязь. - 2002. - № 1.

41. Кучерявый, Е. А. Управление трафиком и качество обслуживания в сетях Интернет / Е. А. Кучерявый. - СПб. : Наука и техника, 2004.

42. Recommendation ITU-T Р.800. Methods for subjective determination of transmission quality. - 1996.

43. Рекомендация ITU-R BT.500-13. Методика субъективной оценки качества телевизионных изображений. - 01/2012.

44. Understanding PQR, DMOS, and PSNR Measurements [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.tektronix.com.

45. MSU Perceptual Video Quality tool [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.compression.ru.

46. Рекомендация ITU-T G. 1080. Требования к качеству восприятия для IPTV. - 2008.

47. www.iptvnews.net

48. RFC 4445. A Proposed Media Delivery Index, MDI. - 2006.

49. Recommendation ITU-T G.1050. Network model for evaluating multimedia transmission performance over Internet Protocol: - 11/2007.

50. Рекомендация ITU-R ВТ. 1683. Методы измерения объективного воспринятого качества изображений в вещательном телевидении стандартной четкости в присутствии изображения эталонного качества. - 2004.

51. С. J. Branden Lambrecht Perceptual Quality Measure using a SpatioTemporal Model of the Human Visual System / C. J. Branden Lambrecht and O. Verscheure // Proc. SPIE. - March, 1996. - Vol. 2668. - PP. 450^161. [cited by 96].

52. Niranjan, D. Image Quality Assessment Based on a Degradation Model / D. Niranjan et al. // IEEE Transaction on Image Processing. - April 2000. - Vol. 9, No. 4. [cited by 53]

53. Wang, Y. An empirical study of Real Video performance across the Internet / Y.Wang, M. Claypool, Z. Zoo. // ACM SIGCOMM Internet Measurement Workshop. - San Francisco, CA, Nov. 2001.

54. Dalai, A. C. A new architecture for measuring and assessing streaming media Quality / A. C. Dalai, E. Perry // 3rd Workshop Passive Active Measurement (PAM 2003). - San Diego, CA, Apr. 2003.

55. Liang, Y. J. Analysis of packet loss for compressed video: Does burst-length matter? / Y. J. Liang, J. G. Apostolopoulos, B. Girod // ICASSP, Hong Kong, China, Apr. 2003.

56. Loguinov, D. Measurement study of low-bitrate Internet video streaming / D. Loguinov, H. Radha // Asia Pacific Regional Internet Conference Operational Technologies (APRICOT), Bali, Indonesia, Feb. 2007.

57. Loguinov, D. End-to-end Internet video traffic dynamics: Statistical study and analysis / D. Loguinov, H. Radha // IEEE INFOCOM, New York, Jun. 2002.

58. Wang, Y. An empirical study of Real Video performance across the Internet / Y. Wang, M. Claypool, Z. Zuo // ACM SIGCOMM Internet Measurement Workshop, San Francisco, CA, Nov. 2001.

59. Li, M. MediaPlayer versus RealPlayer - A comparison of network turbulence / M. Li, M. Claypool, R. Kinicki // ACM SIGCOMM Internet Measurement Workshop, Marseille, France, Nov. 2002.

60. Li, F. Application, network and link layer measurements of streaming video over a wireless campus network / F. Li, J. Chung, M. Li, H. Wu, M. Claypool, R. Kinicki // 6th Passive and Active Network Measurement Workshop (PAM), Boston, MA, April 2005.

61. Boyce, J. M. Packet loss effects on MPEG video sent over the public Internet / J. M. Boyce, R. D. Gaglianello // ACM Multimedia, Bristol, U. K., Sep. 1998.

62. Basso, A. Transmission of MPEG2 streams over non-guaranteed quality of service networks / A. Basso, G. Cash, M. Civanlar // Picture Coding Symp., Berlin, Germany, Sep. 1997.

63. Perkins, C. Survey of packet loss recovery techniques for streaming audio / C. Perkins, O. Hodson, V. Hardman // IEEE Network, Sep. 1998. - Vol. 12. - PP. 4048.

64. Feamster, N. Packet loss recovery for streaming video / N. Feamster, H. Balakrishnan // 2nd Int. Packet Video Workshop, Pittsburgh, PA, Apr. 2002.

65. VQEG, Final Report on the Validation of Objective Models of Video Quality Assessment. Aug. 2003 [Online]. - Available: http://www.vqeg.org.

66. Stuhlmuller, K. Analisis of video transmission over lossy channels / K. Stuhlmuller, N. Farber, M. Link, B. Girod, // IEEE J. Sel. Areas Commun, Jun. 2000.-Vol. 1, No. 6.-PP. 1012-1032,

67. Hewage, Chaminda Т. E. R. Quality of Experience for 3D Video Streaming / Chaminda Т. E. R. Hewage and Maria G. Martini // IEEE Communications Magazine, May 2013.-Vol. 51, No. 5.-PP. 101-107.

68. Manzato, Daniel A. G. A Survey of Channel Switching Schemes for IPTV / Daniel A. G. Manzato, Nelson L. S. da Fondesa // IEEE Communications Magazine, Aug. 2013.-Vol. 51, No. 8.-PP. 120-127.

69. Gurler, C. Goktug Peer-to-Peer System Design for Adaptive 3D Video Streaming / C. Goktug Gurler, Murat Tekalp // IEEE Communications Magazine, May 2013.-Vol. 51, No. 5.-PP. 108-114.

70. Ramos, Fernando M. V. Mitigating IPTV Zapping Delay / Fernando M. V. Ramos // IEEE Communications Magazine, Aug. 2013. - Vol. 51, No. 8.-PP. 128-133.

71. Кучерявый, A. E. Сети связи общего пользования. Тенденции развития и методы расчета / А. Е. Кучерявый, А. И. Парамонов, Е. А. Кучерявый. - М. : ФГУП ЦНИИС, 2008.

72. Rezaul, К. M. HEAF: A Novel Estimator for Long-Range Dependent Self-similar Network Traffic / К. M. Rezaul, A. Pakstas, R. Gilchrist, Т. M. Chen // 6th International Conference, NEW2AN 2006, SPB, Russia, May/June 2006.

73. Вентцель, E. С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е. С. Вентцель, JI. А. Овчаров. - М. : Высшая школа, 2000.

74. Городецкий, А. Я. Информатика. Фрактальные процессы в компьютерных сетях : учебное пособие / А. Я. Городецкий, В. С. Заборовский. -СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000.

75. Цыбаков, Б. С. Модель телетрафика на основе самоподобного случайного процесса / Б. С. Цыбаков // Радиотехника. - 1999. - № 5.

76. Wenger, S. Error resilience support in H.263+ / S. Wenger, G. D. Knorr, J. Ott, F. Kossentini // IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., Nov. 1998. - Vol. 8, No. 7. - PP. 867-877.

77. Галкин, A. M. Пакет имитационного моделирования ns2 : учебное пособие / А. М. Галкин, Е. А. Кучерявый, Д. А. Молчанов. - СПб. : СПбГУТ, 2007.

78. Xia, Z. Enhancing DDoS Flood Attack Detection via Intelligent Fuzzy Logic / Z. Xia, S. Lu, J. Li. and J. Tang // Informática. - 2010. -N. 34. - PP. 497-507.

79. Афонцев, Э. В. Разработка методики выявления аномалий трафика в магистральных интернет-каналах : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01 / Афонцев Эдуард Вячеславович. - Екатеринбург, 2007. - 169 с.

80. Koucheryavy, A. Ubiquitous Sensor Networks Traffic Models for Telemetry Applications / A. Koucheryavy, A. Prokopiev // The 11 th International Conference on Next Generation Wired/Wireless Networking NEW2AN 2011, Springer LNCS 6869, Saint-Petersburg, August 2011.

81. Прокопьев, А. В. Самоподобие нагрузки в беспроводных сенсорных сетях для приложения сбора данных / А. В Прокопьев // 65-я научно-техническая конференция посвященная Дню радио, Апрель 2010.

82. Зюльков, И. А. Самоподобные свойства трафика систем с повторными вызовами / И. А. Зюльков // Вестник Воронежского гос. ун-та. Серия физика, математика. - 2002. - № 1.

83. Willinger, W. Self similarity through high-variability / W. Willinger, M. Taqqu, R. Sherman, D. Wilson. // IEEE/ACM Transactions on Networking. -

1997.-Vol. 5,No. 1.

84. Crovella, M. E. Self-Similarity in Wide Web Traffic: Evidence and Possible Causes / M. E. Crovella, A. Bestavros // IEEE/ACM Transaction on Networking, December, 1997. - Vol. 5, No. 6.

85. Talluri, R. Error-resilient video coding in the ISO MPEG-4 standard / R. Talluri // IEEE Commun. Mag., Jun. 1998. - PP. 112-119.

86. Farber, N. Extensioon of ITU-T recommendation H.324 for error-resilient video transmission / N. Farber, B. Girod, J. Villasenor // IEEE Commun. Mag., Jun.

1998.-PP. 120-128.

87. Steinbach, E. Standard compatible extension of H.263 for robust video transmission in mobile environment / E. Steinbach, N. Farber, B. Girod // IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., Dec. 1997. - Vol. 7, No. 6. - PP. 872-881.

88. Farber, N. Feedback-based error control for mobile video transmission / N. Farber, B. Girod //Proc. IEEE, Oct. 1999. - No. 10. - PP. 1707-1723.

89. Tan, W. Real-time Internet video using error resilient scalable compression and TCP-friendly transport protocol / W. Tan, A. Zakhor // IEEE Trans. Multimedia, Jun. 1999.-No. 2.-PP. 172-186.

90. Wang, Y. Error control and concealment for video communication: A review / Y. Wang, Q.-F. Zhu // Proc. IEEE, May 1998. - Vol. 86, No. 5. - PP. 974-997.

91. Маколкина, M. А. Анализ субъективных методов оценки качества IPTV / М. А. Маколкина // Информационные технологии моделирования и управления. -2013. - № 5 (83). - С. 492-500.

92. Стандарт MPEG-2 (Moving Picture Experts Group), ISO/IEC JTC1/SC29 WG11 (ISO/IEC Joint Technical Committee 1, Subcommittee 29, Working Group 11, 1994.

93. Шелухин, О. И. Обнаружение вторжений в компьютерные сети (сетевые аномалии) / О. И. Шелухин, Д. Ж. Сакалема, А. С. Филинова. - М. : Горячая линия - Телеком, 2013. - 220 с.

94. Бугаев, А. С. Обнаружение аномалий телекоммуникационного трафика методами мультифрактального анализа / А. С. Бугаев, О. И. Шелухин // Нелинейный мир. - 2012. - № 3.

95. Riedi, R. Н. A Multifractal Wavelet Model with Application to Network Traffic / R. H. Riedi, M. S. Crouse, V. J. Ribeiro and R. G. Baraniuk // IEEE Transactions on Information Theory, Apr. 1999.-Vol. 45,No. 3.-PP. 992-1018.

96. Бестугин, A. P. Мультипликативные мультифрактальные процессы в моделировании сетевого трафика / А. Р. Бестугин, А. Ф. Богданова, Г. В. Стогов // Информационно-управляющие системы. - 2004. - № 3.

97. Афонцев, Э. В. Детектирование аномалий Интернет-трафика на основе вычисления энтропии / Э. В. Афонцев, С. В. Поршнев // Научные труды международной научно-практической конференции «СВЯЗЬ-ПРОМ 2006» в рамках III Евро-Азиатского форума «СВЯЗЬПРОМЭКСПО 2006». -Екатеринбург : ЗАО «Компания Реал-Медиа», 2006. - С. 452—454.

98. Ажсмухамедов, И. М. Обеспечение информационной безопасности компьютерных сетей на основе анализа сетевого трафика / И. М. Ажсмухамедов, А. Н. Марьенков // Вестник АГТУ. Сер. Управление, вычислительная техника и информатика. - 2011. - № 1.

99. Recommendation G.1011. Reference Guide to Quality of Experience Assessment Methodologies. ITU-T, Geneva. - May 2013.

100. Шелухин, О. И. Самоподобие и фракталы. Телекоммуникационные приложения / О. И. Шелухин, А. В. Осин, С. М. Смольский. - М. : Физматлит, 2008.

101. Janevski, Т. Statistical Analysis of Multicast versus Instant Channel Changing Unicast IPTV Provisioning / T. Janevski and Z. Vanevski // 16th Telecommunications Forum TELFOR 2008, Belgrade, Serbia, 25-27 November 2008. -PP. 96-99.

102. Koucheryavy, A. The Video Streaming Monitoring in the Next Generation Network / A. Koucheryavy, D. Tarasov, A. Paramonov // LNCS, Springer. 9th NEW2AN, LNS 5764, 15-18 September, 2009.

103. Feinstein, L. Statistical Approaches to DDoS Attack Detection and Response / L. Feinstein, D. Schnackenberg, R. Balupari, D. Kindred. // DARPA Information Survivability Conference and Exposition (DISCEX), August 2003.

104. Прокопьев, А. В. Разработка и исследование моделей нагрузки в беспроводных сенсорных сетях : дис. ... канд. техн. наук : 05.12.13 / Прокопьев Андрей Владимирович. - СПб., 2012. - 162 с.

105. Маколкина, М. А. Зависимость параметра Хёрста от потерь при исследовании видео трафика / М. А. Маколкина, А. В. Прокопьев // 69-я научно-техническая конференция СПбНТОРЭС им. А. С. Попова: сб. тез. докл. - СПб., 2013.

106. Парфенов, В. И. Исследование системы передачи информации, основанной на манипуляции параметром Хёрста (метод Хигучи) стохастического процесса / В. И. Парфенов, Е. В. Сергеева, А. В. Новиков // Теория и техника радиосвязи. - 2010. - № 1.

107. Выборнова, А. И. Модели беспроводных сенсорных сетей для различных применений / А. И. Выборнова // Электросвязь. - 2013. - № 1.

108. Kettani, Н. A Novel Approach to the Estimation of the Hurst Parameter in Self-Similar Traffic / H. Kettani, J. A. Gubner // Proceedings of the 27th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN 2002), Tampa, Florida, November, 2002. -PP. 160-165.