Projeto Vídeo IP

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REQUERIMENTOS DO MERCADO BROADCAST

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REQUERIMENTOS DO MERCADO BROADCAST

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A CONVERGÊNCIA DAS REDES

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A CONVERGÊNCIA DAS REDES Amanhã Único acesso-Rede de serviço Eficiente – Baixo Custo Com protocolo IP Hoje Múltiplos acessos-Rede de serviço Alto custo.

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CARACTERÍSTICAS DAS REDES IP Infraestrutura da rede Transmite voz, dados, e vídeo Usa banda larga e tecnologias de transporte de alta qualidade Redução de custo pelo controle de serviço integrado e operação .

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CARACTERÍSTICAS DAS REDES IP Simplicidade & Em qualquer lugar IP sobre tudo, tudo sobre IP IP esta disponível em qualquer lugar suprindo qualquer necessidade de negócio que aconteça. Eficiência Livre das limitações dos sistemas ou dispositivos proprietários que sejam conectados a rede Plataforma de gerenciamento de rede única. Redução de custo.

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DESENVOLVIMENTO DAS REDES IP

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IP COMO TECNOLOGIA A mais popular interface para tráfego Simples,“plug & play” Disponível em todos os lugares Interface de dados de baixo custo Velocidades mais rápidas Utilização Switch Ethernet Operação duplex Dedicada seleção largura de banda Seletivas transmissões (vídeo, áudio, dados) Interfaces de taxas adaptativas Longo alcance Padrão aberto Globalmente

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• Simples • Rápido • Confiável Velocidade de serviço – Flexibilidade – Qualidade de serviço – Integração Largura de banda ajustável – Faturamento flexível & Baixo custo de reconfiguração – Codecs com interface IP de baixo custo e alta qualidade Mínima perda de pacotes – Preservar a modificação do atraso de vídeo e a possibilidade de variação. REQUERIMENTO DAS REDES IP

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TOPOLOGIA DA REDE DA BRASILTELECOM Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet LAN Switch ATM para SDH Ethernet para roteador ATM Multiplexer SDH Conexão através de SDH Custos dedicados para o sistema. Circuitos de backup. Custos de portas adicionais Rede subutilizada Redes óticas IP

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Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet LAN Switch ATM para SDH Ethernet para roteador ATM Multiplexer SDH Conexão através de SDH Mais flexibilidade para introduzir e desenvolver novos serviços. Rede totalmente utilizada. Melhoria no preço e performance do roteamento Melhoria da escalabilidade do roteamento Redes óticas TOPOLOGIA DA REDE DA COPEL IP + MPLS

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O PROTOCOLO MPLS – VANTAGENS NA REDE IP Pacote deRoteamento CircuitoChaveamento Híbrido Escalabilidade Rico em atributos Facilidade de estender Barato Dinâmico & Adaptativo Performance Conexão orientada Engenharia de trafego Roteamento explicito QoS Pacote IP 32-bit Cabeçalho MPLS Pacote IP é encapsulado No cabeçalho do MPLS

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O PROTOCOLO MPLS – VANTAGENS NA REDE IP MPLS/IP/SDHBackbone MPLS / IP Melhora a performance do hardware de ATM existente. Transferência ultra rápida. Planejamento do trafego IP(roteamento baseado na otimização) Redes virtuais privadas (mecanismo controlável do túnel). Vídeo /Áudio sobre IP (modificação do delay+otimização QoS) Qualquer cidade pode ter ponto de acesso ao backbone.

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Acesso MPLS baseado IP Backbone Acesso a Rede (HDSL, Fibra Ótica) Rede de Fibra Ótica SDH / ATM Aplicações de Convergência IP (vídeo, áudio, dados) A CONVERGÊNCIA DAS REDES IP

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A CONVERGÊNCIA DAS REDES IP Convergência de voz, dados, vídeo e Internet dentro de uma única rede de comunicação baseada em IP, sem nenhuma outra conexão de rede. Adotando IP como plataforma comum, pode-se ligar uma variedade ilimitada de aplicações e serviços por um custo efetivo. Permite uma ampla escolha de dispositivos para serviços ao cliente, determinada por uma plataforma comum. Deixa disponível o conteúdo (voz, dados, vídeo, texto, comércio, etc.) de modo que elas possa fluir dentro dessas aplicações, sem nenhuma outra conexão. Mais serviços = Mais rendimento

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REQUERIMENTOS DE QoS DA REDE IP Adequada largura de banda em cada conjunto do vídeo dentro do pacote IP, para transmissão com qualidade broadcast. Altamente sensível quando houver congestionamento da rede. Consumo da rede é altamente variável. É recomendado que o trafego de áudio e vídeo não ocupe mais do que 33% da capacidade da conexão na medição padrão.

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DESENVOLVIMENTO DAS REDES VÍDEO DIGITAL A integração das Empresas de Telecomunicações e os serviços de Broadcasting Cobertura regional. Dedicada ao conteúdo de vídeo. Redes privadas virtuais. Arquitetura de hardware e software aberta, baseada nos padrões internacionais. Qualidade broadcast em tempo real – alta largura de banda. Segurança nos direitos de transmissão. Mobilidade horizontal: serviços sem interligação dentro das tecnologias de acesso. Baixo custo de serviços. Baixo custo de instalação e integração.

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DESENVOLVIMENTO DAS REDES VÍDEO DIGITAL A implementação pelas Empresas de Telecom da infraestrutura de transporte de vídeo sobre IP em banda larga. Infraestrutura de rede unificada. IP traz escalabilidade e segurança. IP esta em todos os lugares. Baixo custo dos dispositivos proprietários. Aplicações de conteúdo e serviço. Curva performance / custo otimizada. Interoperabilidade (capacidade de dois dispositivos diferentes se comunicarem).

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DESENVOLVIMENTO DAS REDES VÍDEO DIGITAL Transmissão Centro do Sistema Gerenciamento 1 2 3 4 Site A A infraestrura (camadas) de rede das Empresas de Telecom. SDH / IP / MPEG-2 IP / MPEG-2 Camada Camada Camada Camada IP / MPEG-2 SDH / IP / MPEG-2 Controle do Cliente Monitoração de performance Alarmes Relatórios

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DESENVOLVIMENTO DAS REDES VÍDEO DIGITAL A infraestrura (camadas) de rede das Empresas de Telecom.

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DESENVOLVIMENTO DAS REDES VÍDEO DIGITAL Desde que os dados e os serviços de telecomunicações estão sendo desenvolvidos usando IP/Ethernet, as Emissoras de Televisão perceberam os benefícios com gastos de capitais em termos operacionais, usando uma tecnologia de transporte tão simples, dentro de uma rede separada fisicamente. A mesma estrutura física pode ser usada para transmitir áudio/vídeo nos principais serviços de telefonia IP existentes. Neste cenário o custo marginal de adicionar suporte e a capacidade de vídeo de sair por um backbone IP é muito baixa.

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SISTEMA DE TRANSPORTE DE VÍDEO SOBRE IP Codec Vídeo Analógico/Digital Roteador Roteador Codec Backbone Site A Site B

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Os principais sinais de televisão sempre foram transmitidos sobre satélites, cabos e redes terrestres. Esta tendência começou a mudar em 2001 por causa da evolução em qualidade de serviço, chaveamento e escalabilidade, transformando as redes IP confiáveis o suficiente para tornarem-se uma alternativa comercial viável para as tradicionais redes de contribuição de vídeo. SISTEMA DE TRANSPORTE DE VÍDEO SOBRE IP

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SISTEMA DE TRANSPORTE DE VÍDEO SOBRE IP As redes de televisão beneficiaram-se dos últimos avanços do mundo IP e MPEG-2 migrando as sua redes de transmissão analógicas para as redes digitais das empresas de Telecom, fazendo uso do backbone IP como uma rede de contribuição para as afiliadas. Essa mudança não acarretou perda de confiabilidade e eficiência, mas implementou melhoria nos custos, na acessibilidade e na customização da programação. Head End

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SISTEMA DE TRANSPORTE DE VÍDEO SOBRE IP A emissora Head End da rede, encapsula a totalidade do fluxo de transporte MPEG-2 em um fluxo multicast, o que permite direcionar o conteúdo do fluxo para todas as afiliadas, permitindo que a largura de banda contratada da Empresa de Telecomunicações seja configurada de qualquer ponto dentro da VPN e se ajuste as necessidades da banda de transmissão (broadcast, unicast ou ftp). Essa característica permite flexibilizar o custo do transporte para os pontos interligados da rede, de acordo com os resultados do mercado, as tendências de audiência e as prioridades do Jornalismo (geração matérias) Host Roteador Multicast Afiliada 2 Afiliada 3 Afiliada 1 Head End SDH/IP Unicast / FTP

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SISTEMA DE TRANSPORTE DE VÍDEO SOBRE IP Em uma Rede de Televisão que tem uma amplitude de transmissão por diversas regiões geográficas (Rede Privada Virtual – VPN) uma otimização junto a operadora de Telecom que forneça a infra-estrutura, possibilita prover duas classes de serviço: Uma de alto valor para o trafego do fluxo com demanda total. Outra de baixo valor com trafego de fluxo flexível (sobre demanda) Fluxo total Fluxo sobre demanda Head End

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Infra-estrutura da rede Deve ser implementado sobre uma VPN para assegurar QoS e gerenciamento da rede. Redundância e flexibilidade do backbone para assegurar que sempre haja um caminho para transmitir o trafego de vídeo/áudio através de uma topologia de rede em anel, o que possibilita excelente capacidade de recuperação via chaveamento de proteção. SDH Rede

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Infra-estrutura da rede Redundância na ultima milha, utilizando como meio físico fibra ótica para uma melhor performance da rede. Alta escalabilidade o que permite que a rede possa ter um fácil crescimento sobre a totalidade da rede. A escalabilidade da a garantia de interfaces padronizadas, ficando livre do problema de conexões entre equipamentos de fabricantes diferentes, o que facilita o upgrade. VPN Backbone IP

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Critérios de Performance Qualidade de serviço (QoS): a rede devera ser capaz de sustentar a quantidade de dados que é requisitada pelo vídeo. Baixa taxa de jitter (abaixo de 1ms) Prioridade dos dados em tempo real (baixa latência). Baixa taxa de erros ( nenhuma perda de pacotes). Uso do procolo MPLS para assegurar priorização de roteamento de serviços com requerimento da mais alta qualidade (categorização do trafego baseado na fonte e no destino do endereçamento do pacote IP). O equipamento terminal avalia o byte de serviço IP a ser controlado.

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Custo Operacional Baixo Como o transporte de vídeo é implementado sobre uma rede VPN independente, neste cenário é possível gerenciar a rede de qualquer ponto do backbone.

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Facilidade de Monitoração e Gerenciamento Através do software de gerenciamento do Codec é possível gerenciar falhas, performance, configurações (alocação de taxa de banda, ajustes de vídeo/áudio, qualidade do vídeo, tamanho do quadro, tamanho do pacote, tamanho do payload,etc.) de qualquer ponto da rede. A provedora do serviço de transporte de vídeo deve possuir um sistema de gerenciamento de falhas, que colete, analise e faça manobras para o restabelecimento automático da rede, sinalizando através de um alarme a falha de algum dispositivo, o qual pode ser monitorado nos status do sistema, o que`agiliza a solução do problema.

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Transmissão Segura O gerenciamento da rede devera ser capaz de controlar a transmissão e como requerimento ter um sistema de proteção os quais são instalados nos roteadores, como um atributo para proteção do conteúdo transmitido ou enviado via ftp. Controle de acesso a rede também devem ser implementados, tal como existe no gerenciamento da rede das empresas Telecom. Backbone IP/VPN Afiliada 3 Afiliada 2 Afiliada 1 TV Paranaense

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Convergência das redes O transporte de conteúdo deve ser flexível, permitindo a sobreposição de novos e diferenciados serviços de comunicação integrados a rede, o que pode gerar novas fontes de receitas. Possui a capacidade de criar múltiplas aplicações para o desenvolvimento e posicionamento estratégico da Rede.

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Escolha do codec Durante o mês de março foram feitos testes com dois fabricantes de codec e um fabricante de set-top box utilizando tanto a rede da Copel como a da BrasilTelecom, os quais foram escolhidos devido apresentarem o melhor custo/benefício. Nestes testes foram aferidos todos os parâmetros que regem a aceitação da qualidade do sinal de vídeo/áudio, bem como o QoS das redes de dados das Telecom citadas. O sinal foi até Londrina e retornou através de um loop, e os resultados foram excelentes. Encoder Scopus IP IP IP IP Decoder Scopus Londrina TV Paranaense

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Implantação de uma Rede Experimental na RPC Para podermos avaliar a confiabilidade, a disponibilidade e o QoS de todo o sistema (redes de dados das empresas de Telecom e Codecs), será implantado uma rede piloto que interligara a TV Guairacá (Guarapuava) com a TV Esplanada (Ponta Grossa). Existira também uma outra rede para levar o sinal de programação da TV Esplanada para o centro de Ponta Grossa, onde será realocado o transmissor de VHF. Se os resultados forem positivos, o plano será implantar em uma segunda etapa, a rede IP em toda as rotas da RPC.

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Proposta da topologia de rede projetada pela Copel A Copel fornecera uma rede privada virtual(VPN) para o transporte de conteúdo de vídeo/áudio de uso exclusivo, segura e totalmente isolada dos outros serviços que ela prove. Nessa rede será aplicado a engenharia de trafego para o controle de banda e delay. A VPN destinada ao transporte de vídeo/áudio sobre IP, será implementada pela Copel aos locais a serem interconectados, sendo disponibilizado uma interface Ethernet em 10 ou 100Mbps e na camada IP/MPLS é criada a VPN de classe de serviço adequada ao transporte, com resolução multicasting.

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Diagrama da Rede VPN formulada pela Copel

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Proposta comercial da Copel O custo do transporte de vídeo/áudio é tarifado apenas, quando houver entrada do fluxo dentro do backbone da RPC, proveniente de qualquer geradora. O custo pela contingência do transporte de vídeo/áudio para a ultima milha será de R$ 2.240,00 por geradora. Trafego médio de 10Mbps, 24 hs da TV Esplanada a Torre. Trafego médio de 10Mbps 1h/dia a partir da TV Guairacá

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Cataratas (preços Copel) Foz Iguaçu Medianeira Planalto Enéas Marques Francisco Beltrão Pato Branco

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Coroados (preços Copel) Cornélio Procópio Apucarana Jacarézinho Londrina Arapongas Santo Antonio Da Platina

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Cultura (preços Copel) Mamboré Campo Mourão Ivaiporã Maringá

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Imagem (preços Copel) Paranavai Terra Rica Loanda Cianorte Cidade Gaúcha

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Guairacá (preços Copel)

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Oeste (preços Copel)

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Paranaense (preços Copel)

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Esplanada (preços Copel)

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo para a área de cobertura da TV Esplanada (preços Copel)

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Custo estipulado pela Copel p/ rede piloto(c/ Codec)

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo transmissão p/toda Rede (Copel)

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PROJETO TRANSPORTE VÍDEO SOBRE IP - RPC Simulação de custo de transmissão p/toda a Rede RPC (custo Copel) & Comparativo Copel-Embratel

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Paulo Silveira Engenheiro Eletroeletrônicomailto:pauloc_silveira@ig.com.brhttp://br.linkedin.com/in/paulosilveiracvhttp://paulocesilveira.wordpress.com/