NGN
Protokoly řízení multimediálních služeb

Standardy MPEG

MPEG je standard vyvinutý pro kódování pohyblivých obrazů a k nim přiřazených zvukových informací. Úkolem standardu MPEG je překonvertovat analogový nebo digitální signál do paketů s digitální informací pro efektivnější přenosy v moderních počítačových sítích. Proces přeměny audia a videosignálu do digitální formy se nazývá komprese nebo kódování. Reverzní proces je nazýván dekomprese nebo dekódování, kdy je video a audio konvertované zpět do původní formy. MPEG je systém pro kódování a dekódování multimediálního obsahu. Standard MPEG umožňuje komprimovat video a audio na podstatně menší objem informací než byl zapotřebí předtím a tím zabírá méně přenosového pásma. Úroveň komprese závisí na velikosti dostupného přenosového pásma a také na požadované kvalitě.

MPEG 1

Standardní rozlišovací schopnost pro video MPEG-1 je 352x240 bodů při 30 snímcích za sekundu pro normu NTSC a 352x288 bodů při 25 snímcích za sekundu. Poměr stran 4:3 pro standard MPEG-1 byl převzat ze standardních televizních pravoúhlých obrazovek i z počítačových obrazovek, aby byl na nich obsah korektně zobrazovaný. MPEG-1 poskytuje přibližně kvalitu VHS při datovém toku 1,5 Mbit/s. Datový tok je škálovatelný, ale optimální rozsah je 1,2 až 1,5 Mbit/s.

MPEG 2

MPEG-2 potřebuje přibližně 6 Mbit/s pro video v kvalitě DVD, avšak datový tok je podporován až do hodnoty 15 Mbit/s. Standardní rozlišení má velikost 720x480, přičemž je podporováno rozlišení i 1920x1080 pro HDTV. MPEG-2 je nyní pravděpodobně nejúspěšnější standard v poměru k jeho přijetí zákazníky na trhu. MPEG-2 se stal standardem pro digitální satelitní, pozemské a kabelové vysílání, kterým bylo nahrazeno analogové vysílání. Používá se jak ve standardním rozlišení SDTV, tak i pro HDTV.

MPEG 4

MPEG-4 a H.264 byly standardizovány organizacemi ISO a ITU. Metoda kódování je přibližně stejná. Oba algoritmy jsou založeny na diskrétní kosinové transformaci, hybridním kódováním obrazu použitým poprvé v MPEG-1. Bylo provedeno množství testů a porovnávání H.264 a MPEG-2/MPEG-4. Pro dosažení PSNR na úrovni 28 dB pro video v standardem rozlišení 704x480, 60 Hz (prokládaný rozklad) musí být datový tok pro MPEG-2 o velikosti 5 Mbit/s, přičemž jen 1,8 Mbit/s pro H.264.

Komprese audia MPEG

MP3 je částí standardu MPEG-1, která definuje tři možná schémata komprese audia nazývané vrstvy. Vrstva L3 poskytuje nejvyšší možnou úroveň kvality a komprese audia. Při datovém toku 8 kbit/s je kvalita přibližně na úrovni telefonního hovoru. Avšak při datovém toku 96 kbit/s a výše se kvalita blíží úrovni CD.

Protokol postupného stahovaní v reálném čase (RTSP)

Protokol postupného stahování v reálném čase RTSP (Real-Time Streaming Protocol) je protokol aplikační vrstvy pro doručení dat v reálném čase a jeho hlavním úkolem je doručení multimediálních toků u typů spojení bod-bod (unicast) a bod-multibod (multicast). RTSP poskytuje možnost přenosu dat v reálném čase jako je video a audio.

Zdrojem dat může být živý vstup (živé televizní vysílání) nebo uložené videosoubory - video na vyžádání (Video On Demand). RTSP vytváří a řídí spojení pro jeden nebo více časově synchronizovaných multimediálních toků, zajišťuje výběr doručovacích protokolů jako UDP nebo TCP a poskytuje doručovací mechanismus na bázi RTP a řídicí mechanismus na bázi RTCP. RTSP je samostatný protokol a není navázán na RTP ani RTCP. Spojení pomocí RTSP není navázáno na žádný protokol transportní vrstvy.

Během spojení RTSP může klient otevřít a ukončit množství spojení na základě RTSP požadavků bez ohledu, zda je použit protokol TCP nebo UDP. Datové toky řízené protokolem RTSP mohou použít RTP, ale fungování protokolu RTSP není závislé na transportní vrstvě přenášených dat. RTSP je syntaxově velmi podobný protokolu HTTP/1.1, čímž je snadno rozšiřitelný.

Protokol řízení internetové skupiny (IGMP)

Protokol řízení internetové skupiny IGMP (Internet Group Management Protocol) umožňuje klientům podílet se na skupinovém přenosu. IGMP umožňuje uživatelům sdělit jejich zájem o určitou přenosovou skupinu. Tyto skupiny jsou definovány jejich jedinečnou IP adresou Class-D.

Když uživatel chce přijmout tok, zašle požadavek IGMP Join na lokální směrovač. Pokud je směrovačů více, požadavek je zaslána na Designáte Route (DR), který je zvolen ostatními směrovači a slouží k řízení všech zpráv IGMP pro daný segment. Když směrovač přijme jeden nebo více požadavků "Join", směrovač pošle všechny pakety určené pro danou skupinu na daný port. Směrovač by měl přeposílat data pro jednu skupinu na jedno rozhraní. Pokud se na jednom rozhraní nachází více uživatelů, každý z nich dostane stejný skupinový přenos na základě monitorování skupinové MAC a IP adresy na daném rozhraní. Pokud je skupinové vysílání požadované na více rozhraních, směrovač musí poslat kopii paketu na každé rozhraní, které zaznamenalo uživatele přihlášeného do skupiny. Z tohoto důvodu je protokol IGMP velmi užitečný. Směrovač DR neustále sleduje, zda uživatelé stále sledují daný skupinový přenos na základě zasílání periodických "dotazů" uživatelům. Dotazy jsou vysílány na "dobře známou" skupinovou adresu (224.0.0.1), která je sledována všemi systémy. Pokud je uživatel stále zapojen do dané skupiny, tak zašle "zprávu člena" (membership report). Pokud směrovač přestane přijímat tyto zprávy, vymaže danou skupinu ze své tabulky.

Zpřístupnění posluchače skupinového přenosu, verze 2 (MLDv2)

Zpřístupnění posluchače skupinového přenosu MLD a MLDv2 (Multicast Listener Discovery Version 2) je protokol určený pro použití výhradně v sítích IPv6. Tento protokol je následovníkem IGMP, který se používal v IPv4 na přihlášení se k síťovému uzlu do skupinového přenosu. Skupiny jsou definovány IP adresou. Proces připojení se ke skupinovému přenosu na síti je oznámení to směrovači, který musí být připojen k žadateli přímým rozhraním.

Uzel požádá o relevantní skupinu skupinového přenosu. Pokud směrovač nemá informaci o dané skupině, musí o ni požádat další směrovač na jednom z jeho rozhraní a následně po přijetí skupinového přenosu ho nasměrovat na rozhraní uživatele. Směrovač musí poslat kontinuálně požadavky, aby mohl jeden nebo více skupinových přenosů kontinuálně přijímat. Směrovač může sledovat jeden nebo více skupinových přenosů, kdy vykonává dvě činnosti jako směrování skupinových přenosů a sledování skupinových přenosů. Sleduje jednak informace ze směrovacího protokolu skupinového přenosu a také jaké skupiny skupinového přenosu jsou přihlášeny do nejbližších sousedících směrovačů.