trabalho de iptv carlos alexandre

8/6/2019 Trabalho de IPTV Carlos Alexandre

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INSTITUTO NACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES – INATELCURSO DE PÓS – GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE

TV DIGITAL E IPTV

PROTOCOLOS DE SINALIZAÇÃO RTP E RTCP

Trabalho elaborado para obtenção de notaparcial da disciplina TP418 ministrada pelo Prof. Dr.

José Marcos C. Brito.

Aluno: Carlos Alexandre Bernardo da Silva

MANAUS

2011



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1. PROTOCOLOS DE SINALIZAÇÃO RTP E RTCP

Com a evolução das redes computacionais, houve um acentuado crescimento nos

serviços de tráfego de dados. Operadoras de telecomunicações buscaram nestes

serviços novas oportunidades de renda/negócio e passaram a investir em redes de dados

(pacotes) para ofertarem tais serviços [1].

O IPTV ( Internet Protocol Television) é um serviço de internet utilizando

conexão de banda larga onde possui uma comunicação através de pacotes IP. Este faz a

entrega com segurança de um determinado conteúdo de alta qualidade de televisão

aberta e/ou vídeo-on-demand através de uma rede banda larga. O IPTV utiliza um

serviço triple play, ou seja, um serviço que combina voz, dados e vídeo sobre um único

canal de banda larga, principalmente o envio de informação multimídia [2].

O IPTV é um termo que geralmente aplica-se para a entrega de canais

tradicionais de TV, filmes e conteúdo de video-on-demand sobre uma rede privada,

diferente de Internet TV que não garante uma qualidade de serviço ao enviar pacotes

através da Internet Pública. A partir de uma perspectiva do usuário final, o IPTV opera

como um serviço de televisão por assinatura padrão.

O IPTV utiliza uma plataforma IP convergente de maneira que estes tipos de

serviços sejam comparáveis aos que são oferecidos pelas operadoras de TV por

assinatura a cabo e/ou via satélite, oferecendo uma qualidade de serviço (QoS) e suporte

a tráfego Multicast garantida em ambiente controlado [2]. Além de transmitir vídeo,

áudio e dados, o IPTV também permite aplicações interativas (lojas, filmes, show e etc.)

entre telespectadores de televisão e os provedores de conteúdo de televisão. Esse nível

de interatividade consiste em estabelecer para o usuário informações de programas

como estatística, jogadas de evento em tempo real, por exemplo: podendo assistir um

jogo de futebol e mesmo assim interagir com algum outro jogo em paralelo.

O foco principal deste trabalho está relacionado aos protocolos de sinalização

para o fluxo de áudio e vídeo de IPTV.

Geralmente a transmissão de mídias contínuas como as de áudio e vídeo são

realizados sobre protocolo UDP (User Datagem Protocol) para diminuir a latência e

aumentar a vazão. Este protocolo oferece conexão de transporte não orientado para o



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tráfego IP. O UDP não é um protocolo confiável de transmissão no sentido de que não

oferece qualquer mecanismo de recuperação de erros. Em tempo real não há como

retransmitir pacotes perdidos ou corrompidos [4]. Para solucionar esta questão, foi

desenvolvidos protocolos de sinalização como RTP e RTCP [3].

O RTP do termo inglês Real Time Transport Protocol (Protocolo de Transporte

em Tempo Real) é um protocolo que está destinado para aplicações multimídias como

áudio e vídeo pela internet em tempo real, mas também pode ser usado para outras

aplicações como armazenamento de dados contínuos. O RTP foi projetado para rodar

sobre um protocolo de transporte sem a conexão como UDP, pois este já implementa

funções de transportes como seqüenciamento. O RTP foi definido pela Internet

Engineering Task Force (IETF) através da recomendação RFC 1889 [4].

O protocolo RTP insere cabeçalhos para ajudar no controle do receptor. No

cabeçalho podemos citar o número de sequência, onde os pacotes são enviados e

numerados de acordo com a sessão. Os números ajudam o receptor a verificar se existe

perda na rede. Ele inclui um timestamp, onde cada pacote enviado recebe uma marcação

de tempo. Esta marcação pode ser usada no receptor para verificar Jitter (Fenômeno que

ocorre em uma rede IP definido pela chegada fora de ordem dos pacotes no destino).

Este usa um tipo de identificador chamado payload, onde envia uma mensagem ao

receptor sobre o tipo de dados que está sendo transportados no payload e como esses

dados foram codificados [4].

O RTP possui um identificador chamado fonte de sincronização (SSRC), este

identificador faz com que a informação gravada seja identificada por um número de 32

bits e enviado junto com os dados. O mesmo transmissor pode gerar múltiplos fluxos

RTP com diferentes SSCRs. Por exemplo, dois fluxos RTP com dois SSCRs diferentes

podem ser transmitidos durante uma videoconferência, um deles para vídeo, e outro

para o fluxo de áudio. Cada SSCR, mesmo quando provem da mesma fonte, tem

seqüenciamento e timestamp dedicado. O caso mais simples de fluxo RTP é a

comunicação entre duas partes, uma no transmissor e outra no receptor. Uma chamada

telefônica Voip a uma única pessoa é um bom exemplo. Neste caso, o transmissor

codifica os dados a serem transmitidos e gera um fluxo RTP. Os dados são enviados

diretamente para o receptor. O transmissor se identifica com o seu próprio endereço IP,

mas também com um número escolhido aleatoriamente de 32 bits: o SSRC [4]



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Muitas vezes, as aplicações RTP envolvem mais de um receptor ou mais de um

transmissor conforme mostrado na figura 1, a distribuição de sinais de TV ou chamadas

telefônicas Voip são dois exemplos importantes. Quando a situação multi- transmissor

surge, pode ser necessário combinar o fluxo de cada transmissor em um único fluxo

RTP antes da entrega. Para esta tarefa há um dispositivo responsável chamado Mixer .

Figura 1 – (a) Uma sessão simples de RTP utilizando um transmissor e um receptor (b) Uma

sessão de RTP utilizando multi-transmissores e sendo controlado pelo dispositivo Mixer .

Os tradutores e Mixers são sistemas intermediários que funcionam no nível de

RTP. Eles estão encarregados de fazer a tradução e formato do protocolo. Os tradutores

por sua vez alteram o formato dos pacotes que chegam RTP e transmite ao seu destino

final junto do seu identificador SSCR encapsulada. As operações realizadas pelos

tradutores incluem downsampling de dados RTP pare redes de baixa largura de banda

alterando a codificação de vídeo ou áudio. Os Mixers têm a mesma função que os

tradutores, mas, além disso, eles podem combinar fluxo de diferentes fontes em um

único fluxo RTP de saída [4]

Na figura 2 é mostrado o formato do pacote RTP. Na primeira linha temos a

campo V que indica a versão do RTP. O campo P (Padding) é definido com 1 bit para

informar ao receptor que o pacote contém um ou mais Bytes adicionais padding no final

que não carregam informações, este número de Bytes a ser descartado é realizado no

Byte de padding passado. O campo X é definido com uma setagem de 1 bit para dizer

ao receptor que o cabeçalho RTP opcional está habilitada. O campo CC ou contator

CSRC indica o número de identificadores CSRC para o pacote RTP. O campo M pode

ser usado para marcar os limites de quadros de nível superior, ou para sinalizar tipos de

payloads extra, geralmente este campo não é utilizado para algumas aplicações. O

campo PT especifica o formato do payload e do tipo de mídia realizado no fluxo RTP,este é usado pelo receptor para escolher o decodificador mapeado de diferentes



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codificadores e formatos de payload para códigos bit dependendo do perfil. O campo

SQ é um número escolhido aleatoriamente pelo receptor quando começa a transmitir um

fluxo RTP, este número é incrementado para cada pacote enviando, tornando possível

para que o receptor faça a detecção da perda de pacotes. O campo do Timestamp é um

onde cada pacote enviado recebe uma marcação do tempo, esta marcação pode ser

usada no receptor para verificar Jitter . O campo SSRC é um número escolhido

aleatoriamente, identificando o autor do fluxo de dados do RTP. O campo lista CSRC

gera uma lista de fontes que contribuem para o payload do pacote, o número de itens

desta lisa é sinalizado pelo campo de cabeçalho CC [4].

Figura 2 – formato do Pacote RTP

O protocolo RTP não oferece qualquer mecanismo para garantir uma Qualidade

de Serviço (QoS) para determinados fluxos de dados que este carrega, pois ele se baseia

em mecanismo QoS fornecidos pela rede, tais como pacotes marcados, modelados e

programados. O transporte de dados é incrementado através do protocolo de controle

RTCP que por sua vez monitora a entrega dos dados e provê funções mínimas de

controle e identificação. [5]

O RTCP do termo inglês Real Time Control Protocol (Protocolo de Transporte

em Tempo Real) é um protocolo de controle do RTP, onde opera de modo multicast



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para prover realimentação para as fontes do RTP. O protocolo RTCP usa o mesmo

serviço de transporte do protocolo UDP, porém usa uma porta diferente [6].

O RTCP permite que o distribuidor tenha um canal de retorno com o cliente para

informações acerca de qualquer perturbação na rede de acesso (altas latências, Jitter ,

perda de pacotes, congestionamentos, etc.) percebidas com a ajuda do RTP.

O protocolo RTCP complementa a RTP da seguinte maneira: Dando feedback

sobre a qualidade de transmissão; Carrega na camada de transporte identificadores de

fontes RTP como o SSRC. Este identificador pode não ser o suficiente para algumas

aplicações, por que pode mudar quando ocorre uma colisão ou se o equipamento do

cliente é reiniciado. Um exemplo são de sessões distintas entre áudio e vídeo estar em

progresso; O RTCP pode fornecer fonte complementar de informação; Ele fornece

informação mínima de controle de sessão. Um exemplo é uma identificação do

participante que é mostrado na interface do usuário [4] [7].

Essas funções são obrigatórias para aplicações multicast e recomendado através

da RFC 1889. Para realizar estas funções, De acordo com o padrão, os pacotes de

controle RTCP devem ser multiplexadas pelo mesmo canal de transmissão de dados,

como mostra na figura 3 [3]. A taxa de bits do RTCP é limitada para manter odesempenho dos fluxos RTP para poder transportar dados do usuário. Para uma sessão,

a largura de banda do RTCP é geralmente em torno de 5%.[4].

Figura 3 – Multiplexação de pacotes RTCP em uma transmissão UDP.

O formato do pacote RTCP depende da finalidade do pacote. O cabeçalho

sempre contém um campo de versão de 2 bits que deve coincidir com o campo de

versão do cabeçalho do RTP, um indicador padding, um campo de Payload de 8 bits e

um campo de comprimento de 16 bits. Outros campos podem estar presentes,



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2. Referências Bibliográficas

[1] MOULTON, Pete. “Telecommunications Survival Guide”. U.S.A.: Prentice Hall

PTR, 2001.

[2] O´DRISCOLL, Gerard. “ NEXT GENERATION IPTV SERVICES AND

TECHNOLOGIES”, Wiley-Interscience, Canada, 2008.

[3] SCHULZRINNE, H. RFC 3550. “ RTP: A Transport Protocol for Real- Time

Applications”. RFC Editor United States, 2003.

[4] HENS, Francisco J., and Caballero José M. “ TRIPLE PLAY – Bulding the

Converged Network for IP, Voip and IPTV”, John Wiley & Sons, Ltd, England, 2008.

[5] SIMPSON, Wes. “VIDEO OVER IP – IPTV, Internet Video, H.264, P2P, Web TV,

and Streaming: A Complete Guide to Understanding the Technology”. Second Edition,

Focal Press, USA, 2008.

[6] POIKSELKA. MIIKKA; MAYER, GEORG; KHARTABIL, HISHAM ; NIEMI,

AKI. “ IMS IP Multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain”. U.K.:, John

Wiley & Sons, 2004.

[7] <www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt > Acesso em: 19 jun. 2011.

http://www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt



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