Архитектура IPTV/OTT-проекта

Управлять IPTV/OTT-сервисом — middleware

Middleware (промежуточное ПО) — главная часть видеосервиса.

Это серверное программное обеспечение, его задача — координировать работу других элементов проекта: транскодеров, систем защиты контента, хранилищ, стримеров, CDN и клиентских устройств.

От middleware зависит, какие услуги и на каких устройствах вы сможете предложить, как будете управлять контентом, пользователями, тарифными планами и статистикой. Решение определяет пользовательский интерфейс и то, насколько легко вы сможете масштабировать проект.

Без middleware нельзя построить современный IPTV/OTT-сервис. Это его основа, и поэтому промежуточное ПО выбирают в первую очередь. Решение похоже на фундамент — без него нельзя построить дом.

Принимать оплату — биллинг

Биллинг принимает платежи абонентов, управляет тарифными планами и блокирует должников.

В нем содержится вся информация об абоненте — например, его баланс, список доступных каналов и фильмов.

Middleware напрямую связано с биллингом. С его разрешения система предоставляет пользователю нужный пакет услуг. Это работает и наоборот — когда на счету недостаточно средств, биллинг дает команду приостановить услуги и выдать клиенту напоминание об оплате.

Поставщики middleware обычно не интегрируют в него биллинг. В каждой стране своя валюта и законы, и создать универсальное решение почти невозможно. Поэтому операторы выбирают middleware с API и интегрируют его с местным биллингом

Мы полностью посвятили middleware и биллингу материал №3:
Middleware: центр IPTV/OTT-проекта.

Принять контент — головная станция

Головная станция (headend) принимает контент и готовит его к трансляции.

Сигналы приходят со спутника, через интернет или от радиостанций. Система собирает их и передает для дальнейшей обработки.

Мультиэкран помогает привлечь даже тех пользователей, кто мало бывает дома и почти не смотрит телевизор.

Чтобы принять сигнал со спутника, нужен антенный пост. Диаметр антенн больше, чем у домашних, потому что требования к качеству приема гораздо выше. В дождь уровень сигнала падает, и если домашнему пользователю это грозит только искажением изображения на экране, для оператора это означает перебой в сервисе и жалобы пользователей. Размер антенн это компенсирует.

Сигнал из разных источников обрабатывают приемники, мультиплексоры (переключатели), энкодеры/транскодеры и другие части головной станции. Их задача — принять, декриптовать контент и преобразовать его в пригодный для дальнейшей обработки вид.
После того, как headend принял сигнал, его нужно превратить в IP-потоки с нужным битрейтом и кодеком. Этим занимаются транскодеры.

Транскодеры конвертируют контент из одного кодека в другой, ограничивают битрейт, создают мультибитрейт-потоки, превращают переменный битрейт в постоянный и наоборот.

Решение помогает сэкономить полосу пропускания как у абонента, так и у оператора, а также привести формат контента к стандартному виду, проигрываемому на всех устройствах. Благодаря транскодерам для просмотра потокового 4K-видео пользователю необходимо подключение скоростью 15–25 Мбит/c*.

*Если контент сжат технологией HEVC.

Защитить контент — CAS/DRM

Правообладатели доверяют контент только тем, кто может его защитить от копирования и распространения.

CAS/DRM-решения шифруют контент так, чтобы его могли воспроизвести только ваши пользователи. Система получает от транскодера нешифрованный контент, а затем выдает в сеть шифрованный.

CAS — англ. Conditional Access System — управляет доступом к контенту IPTV/OTT-оператора. Состоит из аппаратной и программной части.
DRM — англ. Digital Rights Management — программные или программно-аппаратные средства защиты контента. Ограничивают доступ и защищают контент от нелегального копирования и воспроизведения.

Одна из задач CAS/DRM — помечать контент невидимыми водяными знаками. При просмотре такие метки не видны, но если видео нелегально скопировали, водяные знаки помогают отследить, у кого из операторов случилась утечка.

Когда оператор приходит к правообладателям за контентом, те предъявляют требования к его защите. Это касается middleware, DRM, инфраструктуры и даже клиентских устройств.

Хранить контент — серверы

Если оператор предлагает клиентам ТВ-архив и видео по запросу, ему нужны хранилища.

Как только пользователь запрашивает фильм или передачу из каталога, хранилище передает поток на стример, откуда тот попадает на клиентское устройство. Этим процессом также управляет middleware.

Если у оператора нет ТВ-архива и видео по запросу, хранилище контента становится необязательным элементом. В этом случае поток с телеканалами попадает на стримеры прямо с CAS/DRM.

Доставить контент — стримеры

Задача стримеров — доставить на клиентские устройства зашифрованные телеканалы и видео по запросу.

Эти элементы сервиса раздают потоки контента конечным пользователям. Решение может быть программным или аппаратным.

Если пользователь выбирает контент в интерфейсе приставки, middleware принимает запрос и разрешает стримеру отправить поток на устройство пользователя.

Доставить контент — CDN

У OTT-операторов есть зрители по всему миру: чтобы обеспечить сервис, им нужна CDN — сеть доставки контента (content delivery network).

CDN гарантирует, что пользователи в разных регионах получат контент в нужном качестве. Для этого серверы располагают ближе к абоненту. Тогда не будет ситуаций, когда приставка из США запрашивает контент из Европы.

CDN тесно взаимодействует с middleware. В зависимости от расположения пользователя, промежуточное ПО выдает ему ссылки на потоки с ближайшего хранилища.

Но строить свою CDN необязательно. Чтобы не вкладываться в дорогую инфраструктуру, OTT-операторы часто выбирают готовые решения — например, от Amazon или Akamai. Оператор платит за трафик владельцу CDN, чтобы без задержек доставлять контент абоненту.

Воспроизвести контент — клиентские устройства

Со стримеров и CDN контент попадает на клиентские устройства.

Чтобы его воспроизвести, подписчикам нужен умный телевизор, приставка, ПК, планшет или смартфон.

Задача пользовательского устройства — воспроизвести защищенный контент. В девайсе будет клиент CAS/DRM-системы, способный его расшифровывать. Для этого устройство обращается к операторскому серверу ключей. Этим процессом также управляет middleware.

Мультиэкранные сервисы поддерживают множество устройств. Зрители могут смотреть контент с любого девайса и где угодно — дома, в поездке и по дороге на работу.

Роль клиентского устройства одна из самых важных в системе. От него зависит, насколько пользователь будет доволен сервисом, и какие функции вы сможете ему предложить.

Резюме: архитектура проекта

Прежде чем проектировать IPTV/OTT-сервис, определитесь с тем, как будете принимать контент, и выберите системного интегратора и поставщика middleware.
Помните о балансировке нагрузки — выбирайте решения, только если их просто масштабировать.

В следующем уроке мы подробно расскажем о middleware и биллинге. Вы узнаете, почему от центральных элементов проекта зависит успех вашего бизнеса.