By Luke Royals 
Când sarcina dvs. este de a transmite conținut video dintr-un punct în altul, primele întrebări care apar sunt prețul, volumul de trafic și lățimea de bandă a rețelei. De aceea, serviciile IPTV, OTT și TV, care transmit conținut video către sute, mii și milioane de clienți, au o înțelegere aprofundată a caracteristicilor multicast, unicast și broadcast: combinația potrivită a acestor metode de transmitere a datelor ajută la optimizarea utilizării rețelei și la reducerea semnificativă a costurilor.
Imaginați-vă că construiți un hotel în stil chinezesc în Atlanta și doriți să difuzați numai canale TV chinezești în fiecare cameră. Ați găsit deja un furnizor IPTV în China care vă place. Acesta este gata să vă difuzeze fluxul multicast. Cu toate acestea, multicastul este eficient numai în rețelele locale și va fi dificil să transmiteți acest conținut pe distanțe lungi.
În acest articol, vom analiza modul în care funcționează fiecare metodă de transmitere a datelor, modul în care sunt utilizate în practică și modul în care aceste metode sunt combinate pentru a îmbunătăți eficiența rețelei. Vom discuta, de asemenea, modul în care Flussonic Media Server poate ajuta la transcodarea fluxurilor pentru a optimiza gestionarea traficului.
Multicast IP
Multicastul este o metodă de transfer de date în care informațiile sunt trimise de la o sursă către mai mulți destinatari specificați. Un exemplu tipic de utilizare a acestuia este serviciile de televiziune, unde același conținut este livrat mai multor telespectatori.
Furnizorul nostru chinez de IPTV transmite 100 de canale către set-top box-urile TV din rețeaua locală. Dacă fiecare dispozitiv ar primi întregul flux și toate aceste canale simultan, lățimea de bandă necesară ar fi de cel puțin 500 Mbps — viteza tipică a internetului de acasă. Dar acest lucru nu ține cont de încărcarea obișnuită a utilizatorilor, cum ar fi rețelele sociale, YouTube și comunicațiile de la locul de muncă. Costul unui astfel de serviciu pentru utilizator ar crește semnificativ.
Pentru a reduce traficul, furnizorii de IPTV utilizează protocolul IGMP, care este cea mai simplă modalitate de a ruta traficul multicast. Furnizorii de IPTV împart fluxul în grupuri multicast separate, cu adrese IP proprii: de exemplu, „Canale de știri” sau „Canale pentru copii”. IGMP permite utilizatorilor să solicite și să primească doar un singur grup de canale, în loc de tot conținutul. Când un utilizator selectează un canal de știri pe set-top box, acesta trimite o solicitare de aderare la grupul multicast „Canale de știri”. Routerul permite conexiunea, iar utilizatorul devine membru al acestui grup până când trece la un alt canal. Această abordare selectivă ajută la reducerea cerințelor de lățime de bandă și a traficului.
Una dintre problemele multicastului este că fluxurile sale nu sunt compatibile cu internetul public. Pentru a transmite multicast pe distanțe lungi, de exemplu, atunci când trimiteți conținut din China în SUA, trebuie să utilizați fie o rețea de distribuție a conținutului cu plată, fie unicast.
IP Unicast
Unicast este o metodă de transfer al datelor de la o sursă către un singur destinatar. Utilizatorul primește un flux de date unic. Această metodă este utilizată în serviciile de streaming precum Netflix și YouTube, precum și pe alte platforme.
În acest caz, serverul trimite fluxuri de date separate către fiecare destinatar. Aceasta înseamnă că, dacă există 100 de spectatori, serverul va stabili 100 de conexiuni independente, fiecare dintre acestea putând transmite în flux același conținut. În același timp, lățimea de bandă a rețelei trebuie să poată gestiona 100 de fluxuri video cu rata de biți necesară, care sunt transmise simultan prin rețea.
Unul dintre principalele avantaje ale unicastului este capacitatea sa de a furniza conținut individual la cerere. Utilizatorii pot porni, întrerupe și relua redarea după cum doresc, iar serverul furnizează exact ceea ce solicită fiecare utilizator.
Cu toate acestea, unicastul are și provocările sale. Principala sa problemă este scalabilitatea. Pe măsură ce numărul de utilizatori crește, serverul trebuie să gestioneze un număr tot mai mare de conexiuni, ceea ce pune presiune pe rețea și duce la probleme de performanță. Acest lucru este deosebit de vizibil în situațiile în care un număr mare de spectatori vizionează conținut de înaltă definiție sau 4K, care necesită o lățime de bandă mai mare a rețelei.
Există mai multe strategii pentru abordarea acestor probleme. De exemplu, o rețea de distribuție a conținutului (CDN) poate fi utilizată pentru a stoca în cache și distribui conținutul mai aproape de utilizatorii finali, ceea ce reduce încărcarea serverului de origine și crește viteza de livrare. În plus, tehnologiile de streaming adaptiv, precum HLS (HTTP Live Streaming) și DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP), pot ajusta dinamic calitatea video în funcție de condițiile rețelei, asigurând o redare mai fluentă.
Unicast este utilizat în aplicații interactive în care există feedback sau interacțiune în timp real. De exemplu, în videoconferințe sau jocuri online, unicast oferă o conexiune directă pentru fiecare participant.
Să vedem acum cum se încadrează conversia unui flux multicast în unicast în imaginea de ansamblu a gestionării și eficienței traficului de rețea, în special în scenarii precum evenimente sportive majore sau furnizori de IPTV cu audiențe mari.
Conversia multicast în unicast
În scenariul nostru cu hotelul chinezesc, conversia fluxului multicast din China în unicast ar permite transmiterea conținutului prin internetul public și ar evita necesitatea de a închiria o rețea de distribuție a conținutului.
Pentru a pune în aplicare planul, avem nevoie de un server în China care să recepționeze toate canalele, deci nu trebuie să utilizeze protocolul IGMP. Flussonic Media Server poate gestiona acest lucru prin conversia multicast în unicast pentru transmisia pe Internet, iar apoi prin reconversia în multicast pentru distribuirea eficientă a sarcinii în rețeaua hotelului. În acest fel, fiecare cameră va recepționa conținutul dorit fără a supraîncărca rețeaua.
Apropo, transmisia video pe distanțe lungi nu este singurul caz în care multicastul trebuie convertit în unicast. De exemplu, evenimente sportive majore, precum Cupa Mondială sau Jocurile Olimpice, sunt transmise de la locul de desfășurare către un public global. Conținutul este distribuit mai întâi folosind multicast pe rețeaua locală pentru a minimiza traficul în centrul de presă. Dar pentru a transmite video către spectatori din întreaga lume, conținutul trebuie transmis prin Internetul public, care nu acceptă multicast.
Un alt exemplu este un furnizor de IPTV cu o audiență mare. Pentru a gestiona eficient încărcarea rețelei, furnizorul va trebui să proiecteze o infrastructură extinsă, ramificată, care combină atât servere unicast, cât și multicast. Această configurație asigură distribuirea eficientă a conținutului și reduce riscul de supraîncărcare a rețelei.
Difuzare
Difuzarea implică trimiterea de date de la o singură sursă către toate dispozitivele din rețea. Această metodă este eficientă atunci când același conținut trebuie livrat către toate dispozitivele.
Transmisia este utilizată pentru a furniza semnale de televiziune prin eter tuturor telespectatorilor dintr-o anumită zonă. În cadrul unei rețele IP locale, aceasta este eficientă pentru distribuirea emisiunilor de televiziune în direct sau a anunțurilor către toate dispozitivele conectate.
Transmiterea acelorași date către toate dispozitivele poate supraîncărca rețeaua. Pentru a gestiona eficient traficul de transmisie, puteți utiliza metode precum rețelele locale virtuale (VLAN) și restricțiile de domeniu de transmisie. Acestea segmentează rețeaua și reduc sarcina totală.