بخشی از مقاله
QOSو QOE براي سرويس های ويدئويـي در شبکه مبتنی بر پروتکل اینترنت
چکيده :
شبکه مبتني بر پروتکل اينترنت نشان دهنده همگرايي بين فناوري اطلاعات ، ارتباطات از راه دور و انتشار است . اين شبکه اشاره به سرويس تلويزيون ديجيتال و سرويسهاي ديگر ويديو و صداي منتقل شده از طريق شبکه هاي پهن باند دارد که يکي از بزرگترين مسايل ارائه دهندگان IPTV ، ارائه کيفيت تجربه QOE کافي به مشتريان آنها مي باشد. QoE به عنوان عملکرد کلي از يک سيستم از نقطه نظر کاربران تعريف مي شود و يک اندازه گيري انتها به انتها در سطح سرويس مي باشد رضايت مخاطب در IPTV تحت تاثير پارامترهاي مختلف QoS است لذا هدف اين است که با استفاده از پارامترهاي QoS ،نظير پهناي باند، نرخ ازدست دادن بسته ٤ ، نرخ از دست دادن فريم ٥ ، زمان همگام سازي ٦ ، زمان تغيير کانال و با درنظر گرفتن دسته بندي پارامترهاي کيفيت ، ميزان رضايت مشترک را با توجه به شرايط مختلف تعيين کنيم .
واژه هاي کليدي : QOE,QOS,IPTV
١. مقدمه
سرويس هاي ويدئويي ، در شبکه هاي NGN و IP امروزه توجه زيادي را به خود جلب کرده اند . در اين مقاله به بررسي و اندازه گيري پارامترهاي شبکه مبتني بر پروتکل اينترنت مي پردازيم . با رشد شبکه هاي دسترسي باند وسيع در دنيا، سرويسهايي که مي توان ند روي آن ارائه شوند نيز، به سرعت رو به افزايش هستند .در واقع جذابيت اين سرويسها، مشترکان را به سو ي تکنولوژي باند وسيع سوق مي دهد. IPTV به عنوان يکي از اين سرويسها قابليت هاي همچون دريافت شبکه هاي تلويزيوني و راديوئي ، ديدن و انتخاب هر نوع فيلم به اختي ار مخاطب ،سرويس تلفن تصويري، شرکت در کنفرانس هاي از راه دور ، انتخاب متنوع انواع بازي هاوبازي هاي آنلاين را دارد. به دليل اين گونه ويژگي هاي IPTV و محبوبيت آن کيفيت ارائه اين قبيل سرويس ها در مورد اين شبکه در سرتاسر دنيا اهميت زيادي پيدا مي کند و IPTV را در آينده اي نه چندان دور به يک پديده جهاني تبديل تبديل مي نمايد . در اين ميان کيفيت IPTV نقش بسيار مهمي در جذب مخاطب را دارا مي باشدبر اين اساس به بيان ساده کيفيت IPTV از سه مولفه که وابستگي دروني دارند به وجود مي آيد :
کيفيت ويدئو: کيفيت مح تواي ويدئويي شامل رنگ ، روشنايي ، وضوح و دقت
کيفيت سرويس ١١ : وجود يا عدم وجود خطا در رسادن محتوا به مشتري از طريق شبکه باند وسيع و شبکه داخلي خانه مشتري
کيفيت رضايتمندي مخاطب ١٢: کيفيت ارسال ويدئو که در دوبعد ارزيابي مي شود ، درک کاربر و کارايي کاربردها فقط با اطمينان از سه مولفه کيفيت بيان شده ، IPTV مي تواند مطمئن باشد که مشترکان جديد و وفادار جذب مي کند .در اين مقاله ابتدا تعريفي از IPTV را ارائه کرده و سپس معماري آن را بررسي مي کنيم سپس با توجه به اهميت مولفه هاي کيفيتي سرويس هاي ارائه شده توسط IPTV روش هاي اندازه گيري اين مولفه ها و پارامترهاي مورد نياز براي اندازه گيري آنها را در شبکه تحت IP ، و به طور خاص در شبکه IPTV نام برده و بررسي مي کنيم .
٢. تعريف IPTV
در حال حاظر مطالعات فراواني در خصوص IP TV وجود دارد . و اين فناوري به سرعت در حال رشد است و تاثي ر عمده اي بر روي شبکه هاي تلويزيون سنتي فعلي خواهد داشت . از زمان اختراع تلويزيون ، در حدود ١٠٠ سال پيش ، بي شک بارزترين پيشرفت در اين صنعت ، ساخت تلويزيون ديجيتال است .سيستم پخش برنامه تلويزيون آنالوگ بيش از ٦٠ سال مورد استفاده قرار گرفته است . در اين مدت ، مخاطبين شاهد تغير از نوع سياه و سفيد به رنگي بوده اند . براي اين تغيير از سياه سفيد به رنگي لازم بود تا بينندگان تلويزيون هاي جديد خريداري نمايند . همچنين توليد کنندگان نيز بايد تجهيزات توليد ، پخش و ارسال جديد تهيه مي نمودند . پيش بيني آينده ، هيچگاه به قدر زمانه ما مخاطره آميز نبوده است .
آهنگ فزاينده تغييرات تکنولوژيکي ، چرخه تجارت و بازار را هم با هزاران تهديد و فرصت مواجه ساخته است . آنچه به نام IPTV يا تلويزيون مبتني بر پروتکل اينترنت شناخته شده ، نقطه تلاقي تلويزيون ، ارتباطات دوربردوفن آوري اطلاعا ت است . چيزي که خيلي قبل تر از اين ، در چشم انداز فن آوري هاي آينده درخشيده بود. تصور يک رسانه تعاملي که هر سرگرمي صوتي _ تصويري را که مي خواهيد خيلي سريع در دسترستان قرار بدهد ، خيلي دور از ذهن نيست . تلويزيون طي چند سال آينده ، خيلي بيش از پنج از دهه گذشت ه تغيير خواهد کرد . با اين که هنوز دقيقا نمي دانيم سر انجام اين تحولات چه خواهد بود ، ولي مي شود فهميد که ظهورش را نبايد دست کم گرفت . آينده تلويزيون با فناوري نوين ، نه تنها به صنعت تلفن ، بلکه به خدمات باند پهن ويدئوي اينترنتي هم گره خورده است . اما کلمه IPTV به چه معني است و چگونه تماشاي تلويزيون را تحت تاثير قرار مي دهد[١] ؟ IPTV با نام هاي ديگري مانند : broadband TV،Telco TV ، نيز خوانده مي شود عبارت است از تحويل امن تلويزيون کيفيت بالا،باصدا و تصوير بر روي يک شبکه با پهناي باند بالا . IPTV عموما در مورد انتقال کانال تلويزيوني معمولي ، و فيلم در يک شبکه خصوصي به کار مي رود.تعريف ITU از IPTV به اين شرح است : IPTV به سرويس هاي چند رسانه اي مانند تلويزيون ،تصوير،صدا،متن ،عکس ،و داده اطلاق مي شود که از طريق يک شبکه مجهز به IP منتقل مي گردد.
اين شبکه طور ي طراحي شده است که سطح امنيت ، قابليت اطمينان و کيفيت خدمات مورد نياز را فراهم نمايد.
٢ -١ خصوصيات IPTV
از گذشته تا به حال ، انتشار امواج تلويزيوني يا ازطريق دکل يا يک سيتم سيم کشي و يا ارسال مستقيم از ماهواره دريافت مي گردد ، اکنون تلويزيون هر سرويس شنيداري و ويدئويي ديگري مثل اينترنت پر سرعت از طريق شبکه هاي باند پهن ،عرضه و با يک اتصال ساده در منزل دريافت مي شوند. اين اتصال مي تواند هم سيم کشي باشد هم يک خط تلفن . خطوط تلفن که سابقافقط حامل صدا بودند، امروزه قادرند خدمات باند پهن استاندارد را منتقل ک نند.با استفاده از قابليت بالاي حمل ديجيتالي ، شيوه هاي سنتي صنعت تلويزيون اساسا متحول خواهد شد و مرزهاي قديمي صنعت ارتباطات دوربرد شکسته شده است . زير بناي تئوريک چنين تحولي تحت عنوان IPTV رخ نموده است .تلويزيون تعاملي مکانيزم انتقال تصاوير ويديويي را از طريق يک شبکه که از پروتکل شبکه استفاده مي نمايد توصيف مي کند. وبا بهره گيري پهناي باند وسيع ،خدمات تلويزيون ديجيتال ارائه مي شود و قابليت فراواني را در اختيار مخاطبان قرار مي دهد .[٢] ارائه دهنده سرويس ها مي تواند اين خدمات را با ساير خدمات ، مانند اينترنت پر سرعت ١٣ ، راهنماي الکترونيکي پخش برنامه ١٤ ، خدمات تلفني در تلويزيون ١٥ ، پيام هاي بازرگاني ١٦ ، بازي درخواستي١٧ ، سيستم هشدار خطر١٨ ، ضبط ديجيتال ويدئو١٩ ، کانال هاي شخصي ٢٠ ،هواشناسي ٢١ ، محتواي ويدئويي محلي ٢٢ ،ارسال و دريافت پيام ٢٣ ونيز ارتباطي دو طرفه با کاربر برقرارکند. در گذشته اين فناوري به علت پهناي باند اندک
شبکه هاي اينترنتي رشد چشمگيري نداشته است .
٢-٢ تفاوت IPTV و تلويزيون اينترنتي
IPTV بعضي اوقات با تلويزيون اينترنتي اشتباه گرفته مي شود هرچند هر دو آنها بر اساس يک هسته تکنولوژي شکل گرفته اند ولي داراي تفاوت هايي هستند .که در ادامه و در جدول شماره (١) به آن اشاره مي گردد.
بسترهاي مختلف
همانطور که از نام تلويزيون اينترنتي پيداست ،براي ارسال تصاويرويدئويي به مصرف کننده نهايي از اينترنت بهره مي گيرد . اما IPTV از شبکه خصوصي امن و اختصاصي براي انتقال محتويا ت ويدئويي استفاده مي نمايد.
برتري جغرافيايي
شبکه هايي که که توسط اپراتورهاي صنعت تلفن کنترل مي شوند در مناطق جغرا فيايي مشخصي قراردارند .اما در عوض اينترنت محدوديت جغرا يايي نداشته و سرويسهاي تلويزيوني را ميتوان در هرجاي جهان دريافت کرد.
مالکيت زير ساخت شبکه
هنگامي که تصاوير ويدئويي از طريق اينترنت منتقل مي شوند ، بعضي بسته ها به دليل انتقالات از شبکه هاي مختلف با تاخير منتقل مي گردند و يا به کلي از دست مي روند . در حقيقت ، ويدئويي منتقل شده توسط اينترنت داراي وضوح کيفيت ٢٤ پايين تري است .
مکانيزم دسترسي
معمولا براي دسترسي به IPTV از يک جعبه ديجيتالي به نام Set Top Box استفاده مي گردد در حالي که دسترسي به اينترنت از طريق کامپيوتر انجام مي گيرد . نوع نرم افزار استفاده شده در کامپيوتر به نوع محتويات تلويزيون اينترنتي بستگي دارد.
زمانه اي را پيش بيني کرده بودند که بشود به هر برنامه تلويزيوني در هر زمان و مکاني به صورت انلاين دسترسي پيدا کرد . همانگونه که اشاره گرديد امروزه با رشد فزاينده ارتباطات باند پهن و پيشرفتهاي مستمر در حوزه فشرده سازي ويدئوي ديجيتالي ، اين رويا صورت واقعي به خود گرفته و تيم هاي ارتباطات راه دور در سراسر دنيا ،در رقابت با شرکت هاي تلويزيون کابلي ، کليه خدمات صوتي – تصويري خود را در اختيار مشتري قرار داده اند.
نمودار (١) روند افزايشي در تعداد مشترکـان IPTV
نمودار(٢) تعداد مشترکـان IPTV د ر سرتاسر جهان
رايج ترين پيکره IPTV ،DSL نامتقارن يا همان ADSL است که گنجايش نقطه مقصدش خيلي بيش از مبدا است . پيکره متقارن هم نوع ديگري از اين فن آوري است که به SDSL معروف است . نوع بسيار سريع تر اين فن آوري هم VDSL است که خطوط کوتاه تري را محمل تبادل داده کرده است . کل اين مجموعه را يکجا XDSL يا همان DSL نمودار(٣) مي گويند. در حاليکه خطوط با سرعت بالاي ٨ مگا بايت در ثانيه روز به روز رايج مي شوند،سرعت ٢ مگابايت در ثانيه هم به وفور رواج دارد .در
