Para entender cómo funciona la distribución de vídeo digital de IPTV, piense en su red LAN como un flujo de datos que se mueven desde la cabecera de IPTV, a los usuarios que necesitan recibir los streams de vídeo.
La cabecera IPTV es un conjunto de dispositivos dedicados a la ingesta de vídeo digital de una amplia gama de fuentes, incluyendo satélite, digital terrestre, digital cable, HDMI, SDI, CVBS, IP, etc. y convertirlo a un formato adecuado para la distribución por IPTV.
Existen básicamente tres métodos para distribuir el contenido de IPTV a través de una red LAN:
Elija el método apropiado para la distribución de video digital a través de redes IP optimizando el ancho de banda requerido, evitando inundar la red por exceso de tráfico.
BROADCAST – UNO a TODOS
MULTICAST – UNO a MUCHOS
UNICAST – UNO a UNO
En una configuración Broadcast, la cabecera de streaming transmite todos los streams de video a todos los dispositivos de la red, independientemente de si van a visualizar algún programa o de que programa va a visualizar cada dispositivo. Corresponde a cada player procesar el flujo de datos completo, extraer el stream SPTS (single program per transport stream) del programa que tiene que reproducir y descartar los otros.
Una red Broadcast, funciona de manera similar a la TV vía satélite. Desde el espacio, el satélite transmite todos los programas una sola vez, independiemente de si en la tierra hay algún receptor o muchos que desean ver unos programas o ninguno. Corresponde a cada receptor sintonizar el canal que desea ver y descartar el resto.
Broadcast es un mecanismo de transmisión de uno a todos. Reduce la carga del servidor porque transmite los canales una sola vez, y son los switch y routers de la red los que se encargan de replicar todo el flujo de datos que reciben hacia todas las salidas, permitiendo la entrega de programas IPTV a miles de destinatarios.
Sin embargo, la carga de tráfico de la red sufre las consecuencias de este método de transmisión por fuerza bruta. Todos los streams se transmiten a todos los puntos finales, sin tener en cuenta si son necesarios o no.
El stream de vídeo IPTV se replica según lo requieran los enrutadores y switches de la red para permitir que un número arbitrario de dispositivos cliente se suscriban a la dirección de multidifusión y reciban la difusión. No requiere ninguna configuración especial de los elementos de red.
El rango de direcciones IP Broadcast es de 224.0.0.0 a 239.255.255.255, sin embargo, múltiples rangos están reservados para propósitos especiales. A menos que tenga una razón especial para lo contrario, es preferible utilizar el rango de 234.0.0.0 a 238.255.255.255.
Veamos cómo funciona con un ejemplo.
Consideremos una cabecera con streamers que reciben canales DVB vía satélite o TV digital terrestre, y otros encoders/streamers con entradas HDMI o CVBS conectados a otros receptores.
El switch principal combina todo el tráfico de los streamers de la cabecera, y transmite ‘N’ programas identificados por distintos colores en el diagrama.
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Todos los dispositivos de red replican el tráfico de entrada y lo reenvían hacia todos los dispositivos conectados.
El tráfico broadcast, inunda toda la red y los dispositivos conectados, independientemente de si ese tráfico es útil o no para cada equipo conectado.
Si bien una configuración broadcast puede ser útil para una red pequeña o para un número muy limitado de programas por la facilidad de implementación, porque básicamente no precisa ninguna configuración en los switch de la red. Sin embargo, transmitir solo 30 programas a a 4Mbps cada uno de ellos, inundará toda la red, bloqueará los dispositivos con interfaz de red de 100Mbps, que simplemente dejaran de funcionar.
Una transmisión Broadcast no es una opción viable para transmitir en internet público, donde cada dispositivo recibiría «toneladas» de tráfico indeseado.
En la práctica, una configuración Broadcast solo es viable en redes muy pequeñas y con un número muy limitado de streams IPTV.
1.1 Como configurar una cabecera de streaming koovik en una instalación BROADCAST
La configuración de la cabecera para una red Broadcast es idéntica a la configuración Multicast. Vea el punto 2.1.
2.- Multicast
El streaming Multicast es similar al broadcast en el sentido de que la cabecera transmite los streams de cada programa solo una vez independientemente del número de dispositivos que lo van a reproducir.
La diferencia fundamental es que los switch en la red van a replicar/copiar solo los streams necesarios y solo a los dispositivos que lo requieran.
Esto elimina todo el tráfico en la red redundante o inútil, que inunda tanto la propia red, como la interfaz de red y la CPU de los dispositivos cliente. Los dispositivos cliente reciben únicamente los streams que solicitan.
Evidentemente, esto supone una enorme mejora en la eficiencia tanto de la red como del servidor/cabecera.
Los sistemas Multicast pueden escalarse a streaming IPTV de «muchos canales a muchos players».
Comparando con el ejemplo planteado en el apartado broadcast, cada cliente que requiera reproducir un programa va a recibir un tráfico de solo 4Mbps en lugar de 120Mbps. Esto significa simplemente que la instalación IPTV funcione perfectamente o no funcione en absoluto.
El tráfico a través de la red también se reduce enormemente.
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Por lo tanto, la consecuencia que surge es clara: Si los switch en la red deben replicar solo los programas/streams requeridos por equipos de están conectados a cada uno de ellos, los equipos cliente/receptores, deben informar a la red del programa que necesitan, y los dispositivos de la red deben reaccionar a esas peticiones.
Por tanto, un sistema multicast, requiere que tanto los dispositivos de la red como los equipos cliente soporten IGMP snooping.
El Internet Group Management Protocol (IGMP) es un protocolo de comunicación utilizado por los equipos cliente y sus routers switches adyacentes, que permite a los receptores, informar a la red que precisan recibir, continuar recibiendo, o dejar de recibir un programa multicast.
Es recomendable utilizar switches Layer 3 para IGMP multicast. Si necesita utilizar switches Layer 2, al menos debe instalar un switch Layer 3 en el segmento LAN para que el IGMP snooping funcione correctamente. Los switches Layer 2 por ellos mismos no soportan servicios IP multicast. Si habilita IGMP snooping en un segmento de red con switches Layer 2 y sin ningún switch Layer 3, puede provocar perdida de paquetes y conectividad intermitente.
Si el switch no soporta snooping IGMPv2 o IGMPv3, no puede saber los streams requeridos, y en que puerto son requeridos. Por tanto el switch puede replicar todos los streams a todos los puertos, provocando los mismos efectos que las redes broadcast inundando de datos todas las máquinas en la red, incluyendo las que no se utilizan para aplicaciones IPTV.
El rango de direcciones IP Multicast es de 224.0.0.0 a 239.255.255.255, sin embargo múltiples rangos están reservados para propósitos especiales. A menos que tenga una razón especial para lo contrario, es preferible utilizar el rango de 234.0.0.0 a 238.255.255.255 .
Multicast es una solución excelente y la más utilizada en redes IPTV tipo campus y hospitality.
No es una solución viable cuando el gestor de la red IPTV, no es el propietario de la red, y por tanto no puede gestionar los switches/routers.
Debe asegurarse de que todos los equipos cliente/receptores soportan IGMP querying (son capaces de enviar solicitudes IGMP al switch adyacente).
2.1 Como configurar las cabeceras de streaming koovik en una instalación MULTICAST
Entre en la configuración del equipo utilizando el servidor web incorporado.
Seleccione la opción IP Output en el menú.
Habilite los programas que desea transmitir por el puerto Ethernet del streamer marcado como DATA, e introduzca la dirección IP y el puerto que desea utilizar para cada programa.
Puede elegir entre utilizar la misma IP para todos los streams y distinto puerto, o distinta IP y mismo puerto, o distinta IP y distinto puerto.
Indique el TTL (Time To Live) requerido para el número de switches y routers que el stream debe atravesar.
3.- Unicast
Unicast es un sistema de conexión «uno a uno» entre la cabecera de streaming y el dispositivo cliente. Un transmisor a un receptor.
La cabecera/servidor puede transmitir múltiples streams a múltiples clientes, pero siempre basado en el método ‘uno a uno’.
Todas las LAN y redes IP soportan los flujos de datos Unicast. Las transmisiones Unicast no requieren configuraciones especiales de la red y son, por tanto, el método preferido para una transmisión de programas punto a punto.
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Cuando la red o los dispositivos cliente no soportan IGMP, utilizar transmisiones unicast evita inundar la red y los dispositivos conectados a ella. Las transmisiones unicast dirigen el stream solo al cliente especificado sin necesidad de ninguna configuración especial en la red.
Unicast es la forma de transmisión más utilizada en internet porque la mayoría de los que envían tráfico a través de la red, no pueden gestionarla.
Cada cliente unicast que se conecta a la cabecera/servidor consume su propio ancho de banda. Ejemplo: 5 equipos cliente reproduciendo un programa de 4Mbps usarán un ancho de banda total de 20Mbps. Si solo lo reproduce un cliente, el tráfico se reduce a 4Mbps. Por tanto, si la red debe soportar muchos clientes y muchos streams, se utilizará un ancho de banda enorme que debe ser soportada por la infraestructura de red.
3.1 Como configurar una cabecera de streaming koovik para una instalación UNICAST
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Entre en la configuración del equipo utilizando el servidor web incorporado.
Seleccione la opción IP Output en el menú.
Asegúrese que la dirección IP de la cabecera/servidor está en el mismo segmento de red que el cliente. En el ejemplo de la captura de pantalla que aparece sobre estas líneas, tanto los dispositivos transmisores como los receptores están en el segmento 192.168.1.xxx.
Puede elegir direcciones IP en el rango unicast: 0.0.0.0 a 223.255.255.255.
Habilite los programas que desea transmitir por el puerto Ethernet del streamer marcado como DATA.
Introduzca la dirección IP del dispositivo cliente al que desea enviar el stream y el puerto por que el cliente escuchará los streams de entrada. En el ejemplo de la captura de pantalla, el cliente con ip 192.168.1.136 estará escuchando por los puertos 1001 y 1002 por los que podrá recibir dos streams distintos, el cliente 192.128.1.137 escuchará por el puerto 1003, y el 192.168.1.138 por el 1004.
En el ejemplo, se ha seleccionado UDP en el menú desplegable con las opciones RTP o UDP. Otros streamer koovik soportan también http, hls, rtsp y rtmp.
Indique el TTL (Time To Live) requerido para el número de switches y routers que el stream debe atravesar.
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