NGN
Protokoly riadenia multimediálnych služieb

## Štandardy MPEG

MPEG je štandard vyvinutý pre “kódovanie pohyblivých obrazov a k ním priradenej zvukovej informácie”. Úlohou štandardu MPEG je prekonvertovať analógový alebo digitálny signál do paketov s digitálnou informáciou pre efektívnejšie prenosy na moderných počítačových sieťach. Tento proces konverzie audia a videosignálu do digitálnej formy sa nazýva kompresia alebo kódovanie. Reverzný proces je nazývaný dekompresia alebo dekódovanie, kedy je video a audio konvertované späť do analógovej formy. MPEG je systém pre kódovanie a dekódovanie multimediálneho obsahu. Štandard MPEG umožňuje komprimovať video a audio na podstatne menší objem informácií ako bol potrebný predtým, pričom tým zaberá menej prenosového pásma. Úroveň kompresie závisí od veľkosti dostupného prenosového pásma a taktiež od úrovne kvality.

## MPEG 1

Štandardná rozlišovacia schopnosť pre video MPEG-1 je 352x240 bodov pri 30 snímkach za sekundu pre normu NTSC a 352x288 bodov pri 25 snímkach za sekundu. Pomer strán 4:3 pre štandard MPEG-1 bol prebratý zo štandardných televíznych pravouhlých obrazoviek rovnako ako aj počítačových obrazoviek, aby bol na nich obsah korektne zobrazovaný. MPEG-1 poskytuje približne kvalitu VHS pri dátovom toku 1,5 Mbit/s. Dátový tok je škálovateľný, ale optimálny rozsah je 1,2 až 1,5 Mbit/s.

## MPEG 2

MPEG-2 potrebuje približne 6 Mbit/s pre video v kvalite DVD, avšak dátový tok je podporovaný až do hodnoty 15 Mbit/s. Štandardné rozlíšenie je o veľkosti 720x480, pričom je podporované rozlíšenie aj 1920x1080 pre HDTV. MPEG-2 je najúspešnejší štandard ohľadom celosvetového ujatia technológie a zároveň jej prijatia zákazníkmi na trhu. MPEG-2 sa stal štandardom pre digitálne satelitné, pozemské a káblové vysielanie, ktorým je postupne nahradzované súčasné analógové, tak v štandardnom rozlíšení SDTV ako aj HDTV.

## MPEG 4

MPEG-4 a H.264 boli štandardizované organizáciami ISO a ITU. Metóda kódovania je približne rovnaká. Obidva algoritmy sú založené na diskrétnej kosínusovej transformácii, hybridnom kódovaním obrazu použitým prvýkrát v MPEG-1. Bolo vykonaných množstvo testov a porovnávaní H.264 a MPEG-2/MPEG-4. Na dosiahnutie PSNR na úrovni 28 dB pre video v štandardom rozlíšení 704x480 60 Hz (prekladaný rozklad) musí byť dátový tok pre MPEG-2 o veľkosti 5 Mbit/s, pričom len 1,8 Mbit/s pre H.264.

## Kompresia audia MPEG

MP3 je časťou štandardu MPEG-1, ktorá definuje tri možné schémy kompresie audia nazývané vrstvy. Vrstva L3 poskytuje najvyššiu možnú úroveň kvality a kompresie audia. Pri dátovom toku 8 kbit/s je kvalita približne na úrovni telefónneho hovoru. Avšak pri dátovom toku 96 kbit/s a vyššie sa kvalita blíži k úrovni CD.

## Protokol postupného sťahovania v reálnom čase (RTSP)

Protokol postupného sťahovania v reálnom čase RTSP (Real-Time Streaming Protocol) je protokol aplikačnej vrstvy na doručenie dát v reálnom čase a jeho hlavnou úlohou je doručenie multimediálnych tokov u typov spojenia bod-bod (unicast) a bod-multibod (multicast). RTSP poskytuje možnosť prenosu dát v reálnom čase ako je video a audio.

Zdroj dát môže byť tak ako živý vstup (živé televízne vysielanie) alebo uložené videosúbory – video na požiadanie (Video On Demand). RTSP vytvára a riadi spojenie pre jeden alebo viacero časovo synchronizovaných multimediálnych tokov, zabezpečuje výber doručovacích protokolov ako UDP alebo TCP a poskytuje doručovací mechanizmus na báze RTP a riadiaci mechanizmus na báze RTCP. RTSP je samostatný protokol a nie je naviazaný na RTP ani RTCP. Spojenie pomocou RTSP nie je naviazané na žiadny protokol transportnej vrstvy.

Počas spojenia RTSP klient môže otvoriť a ukončiť množstvo spojení na základe RTSP požiadaviek bez ohľadu, či je použitý protokol TCP alebo UDP. Dátové toky riadené protokolom RTSP môžu použiť RTP ale fungovanie protokolu RTSP nie je závislé od transportnej vrstvy prenášaných dát. RTSP je syntaxovo veľmi podobný s protokolom HTTP/1.1, čím je ľahko rozšíriteľný.

## Protokol riadenia internetovej skupiny (IGMP)

Protokol riadenia internetovej skupiny IGMP (Internet Group Management Protocol) umožňuje klientom zúčastňovať sa na skupinovom prenose. IGMP umožňuje používateľom oznámiť ich záujem o určitú prenosovú skupinu. Tieto skupiny sú definované ich jedinečnou IP adresou Class-D.

Keď používateľ chce prijať tok, zašle požiadavku IGMP Join na lokálny smerovač. Ak je smerovačov viac, požiadavka je zaslaná na “Designated Router (DR)”, ktorý je zvolený ostatnými smerovačmi a slúži na riadenie všetkých správ IGMP pre daný segment. Keď smerovač prijme jednu alebo viac požiadaviek „Join“, smerovač pošle všetky pakety určené pre danú skupinu na daný port. Smerovač by mal preposielať dáta pre jednu skupinu na jedno rozhranie. Ak sa na jednom rozhraní nachádza viacero používateľov, každý z nich dostane rovnaký skupinový prenos na základe monitorovania skupinovej MAC a IP adresy na danom rozhraní. Ak je skupinové vysielanie požadované na viacerých rozhraniach, smerovač musí poslať kópiu paketu na každé rozhranie, ktoré zaznamenalo používateľa prihláseného do skupiny. Z tohto dôvodu je protokol IGMP veľmi užitočný. Smerovač DR neustále sleduje, či používatelia stále sledujú daný skupinový prenos na základe zasielania periodických „dotazov“ používateľom. Dotazy sú vysielané na „dobre známu“ skupinovú adresu (224.0.0.1), ktorá je sledovaná všetkými systémami. Ak je používateľ stále pripojený do danej skupiny, tak zašle „správu člena” (membership report). Ak smerovač prestane prijímať tieto správy, vymaže danú skupinu zo svojej tabuľky.

## Sprístupnenie poslucháča skupinového prenosu, verzia 2 (MLDv2)

Sprístupnenie poslucháča skupinového prenosu MLD a MLDv2 (Multicast Listener Discovery Version 2) je protokol určený pre použitie výhradne v sieťach IPv6. Tento protokol je nasledovník IGMP, ktorý sa používal v IPv4 na prihlásenie sa ku sieťovému uzlu do skupinového prenosu. Skupiny sú definované IP adresou. Proces pripojenia sa ku skupinovému prenosu na sieti je oznámenie to smerovaču, ktorý musí byť pripojený ku žiadateľovi priamym rozhraním.

Uzol požiada o želanú skupinu skupinového prenosu. Ak smerovač nemá informáciu o danej skupine, musí o ňu požiadať ďalší smerovač na jednom z jeho rozhraní a následne po prijatí skupinového prenosu ho nasmerovať na rozhranie používateľa. Smerovač musí poslať kontinuálne požiadavky, aby mohol jeden alebo viac skupinových prenosov kontinuálne prijímať. Smerovač môže sledovať jeden alebo viacero skupinových prenosov, kedy vykonáva dve činnosti ako smerovanie skupinových prenosov a sledovanie skupinových prenosov. Sleduje jednak informácie zo smerovacieho protokolu skupinového prenosu a tiež aké skupiny skupinového prenosu sú prihlásené do najbližších susediacich smerovačov.