BG4736U1

BG4736U1 - MULTIFUNCTIONAL HYBRID SYSTEM FOR INTERACTIVE AND DIGITAL TELEVISION

Info

Publication number: BG4736U1
Application number: BG6040
Authority: BG
Inventors: Любенов Атанасов Людмил; Живков Петков Павлин
Original assignee: "Кабелнет" Оод
Filing date: 2024-01-15
Publication date: 2024-02-15

Description

Област на техникатаField of technique

Настоящият полезен модел се отнася до многофункционална хибридна система за интерактивна и цифрова телевизия и ще намери приложение в областта на телекомуникациите, и по-специално при излъчване на цифрова телевизия чрез използване на интернет протокол и/или по кабел.The present utility model relates to a multifunctional hybrid system for interactive and digital television and will find application in the field of telecommunications, and in particular in broadcasting digital television using Internet Protocol and/or cable.

Предшестващо състояние та техникатаPrior art

Конвенционалното разпространение на телевизионно съдържание използва формати на сателитни, кабелни и наземни системи. DVB-C (Digital Video Broadcasting-Cable) е най-широко използваната предавателна система за цифрова кабелна телевизия, чрез която кабелните оператори предоставят цифрови телевизионни услуги по коаксиални и оптични кабелни мрежи. От друга страна, Интернет протоколът за телевизия или IPTV предвижда пренасяне на телевизионно и медийно съдържание чрез използване на Интернет мрежата, във формата на данни, което прави предаването на данните значително по -ефективно в сравнение с това при кабелната и сателитната телевизия, тъй като до клиента се пренася само един канал, тоест канала който той гледа, а не всички едновременно както при другите технологии. Телевизията с интернет протокол (IP) може да се определи, като широколентова медия, която предоставя мултимедийни услуги под формата на телевизия, аудио, видео, графика, данни и/или интерактивни приложения и други. Това се осъществява чрез набор от протоколи, хардуер, инфраструктура и софтуер, чрез които се излъчва серия от IP пакети, кодирани за доставката на поточно видео. Благодарение на технологията си IPTV (Internet Protocol Television) осигурява повече удобни функции и значително повишава потребителското изживяване в сравнение с познатите до момента технологии за телевизионно предаване, като доставя образ и звук с изключително високо качество, а допълнителните функции за спиране и връщане на предаването, правят услугата значително по-удобна. Освен това, потребителите имат възможност да избират видео съдържание по предпочитание от каталог и да го гледат тогава, когато искат, както и да гледат на запис предавания, излъчвани в минал период.Conventional distribution of television content uses satellite, cable and terrestrial system formats. DVB-C (Digital Video Broadcasting-Cable) is the most widely used transmission system for digital cable television, through which cable operators provide digital television services over coaxial and optical cable networks. On the other hand, the Internet Protocol for Television or IPTV provides for the transmission of television and media content by using the Internet network, in the form of data, which makes the transmission of data significantly more efficient compared to that of cable and satellite television, since up to only one channel is transferred to the client, i.e. the channel he is watching, and not all at the same time as with other technologies. Internet Protocol (IP) television can be defined as a broadband media that provides multimedia services in the form of television, audio, video, graphics, data and/or interactive applications and others. This is done through a set of protocols, hardware, infrastructure and software through which a series of IP packets encoded for the delivery of streaming video is broadcast. Thanks to its IPTV (Internet Protocol Television) technology, it provides more convenient functions and significantly enhances the user experience compared to the currently known TV transmission technologies, delivering extremely high quality image and sound, and the additional functions of stopping and returning the transmission, make the service significantly more convenient. In addition, users have the option to select video content of their choice from a catalog and watch it when they want, as well as watch recorded shows broadcast in the past.

Техническа същност на полезния моделTechnical nature of the utility model

Задача на полезния модел е да се създаде многофункционална хибридна система за интерактивна и цифрова телевизия, която осигурява качествено излъчване на медийно съдържание, под формата на телевизия, аудио, видео и/или интерактивни приложения, чрез използване на по-малък ресурс по технологиите интернет протокол и/или по коаксиални и оптични кабелни мрежи.The task of the useful model is to create a multifunctional hybrid system for interactive and digital television, which provides quality broadcasting of media content, in the form of television, audio, video and/or interactive applications, by using a smaller resource on Internet protocol technologies and/or over coaxial and optical cable networks.

Задачата е решена като е създадена многофункционална хибридна система за интерактивна и цифрова телевизия, която включва мрежови комутатори на първи слой, които от една страна, през локална мрежа са двупосочно свързани с модул за аудио и видео сигнали от сателит, с модул за аудио и видео сигнали от наземна телекомуникационна мрежа, със сървър за работа със сателит, с модул за мониторинг, с видео сървър, с модул за мониторинг на МАС адреси, с модул за наблюдение и сигнализиране при аларми, с web сървър, със сървър за записи, със стрийм сървър, с транскодер, с главен сървър, с многоканален монитор и със стрийм монитор. От друга страна, мрежовите комутатори на първи слой през Интернет и през мрежови комутатори на втори слой са двупосочно свързани с вторични рестрийм сървъри. Вторичните рестрийм сървъри от своя страна са двупосочно свързани с монитори за свързване с декодер и със сървъри за многоканален мониторинг, както и с абонатни устройства.The task was solved by creating a multifunctional hybrid system for interactive and digital television, which includes network switches of the first layer, which, on the one hand, through a local network, are bidirectionally connected to a module for audio and video signals from a satellite, with an audio and video module terrestrial telecommunication network signals, with satellite server, with monitoring module, with video server, with MAC address monitoring module, with alarm monitoring and signaling module, with web server, with recording server, with stream server, with transcoder, with master server, with multichannel monitor and with stream monitor. On the other hand, layer 1 network switches over the Internet and through layer 2 network switches are bidirectionally connected to secondary restream servers. The secondary restream servers are in turn bi-directionally connected to decoder connection monitors and multi-channel monitoring servers as well as subscriber devices.

Абонатните устройства са приемници за интерактивна телевизия, телевизори, телефони, таблети и приемници за кабелна цифрова телевизия.Subscriber devices are interactive television receivers, televisions, telephones, tablets and cable digital television receivers.

Предимство на създадената система е, че осигурява приемане, обработка и пренос на медийно съдържание с изключително високо качество чрез използване на най-добрата за целта компресия - Н265. Предимство е и това, че системата позволява излъчване на живо на телевизия или стрийминг на видео, аудио, игри и т. н., спиране и връщане на предаването, както и избор на видео съдържание по предпочитание от предоставен каталог.An advantage of the created system is that it ensures reception, processing and transfer of media content with extremely high quality by using the best compression for the purpose - H265. It is also an advantage that the system allows live TV broadcasting or streaming of video, audio, games, etc., pausing and rewinding the broadcast, as well as selecting video content of preference from a catalog provided.

Пояснение на приложената фигураExplanation of the attached figure

Настоящият полезен модел е илюстриран на приложената фигура 1, която представлява принципна схема на многофункционална хибридна система за интерактивна и цифрова телевизия, съгласно полезния модел.The present utility model is illustrated in the attached figure 1, which is a schematic diagram of a multifunctional hybrid system for interactive and digital television, according to the utility model.

Примери за изпълнение на полезния моделExamples of implementation of the utility model

Създадената многофункционална хибридна система за интерактивна и цифрова телевизия, показана на фигура 1, включва мрежови комутатори на първи слой 15.1, 15.2,..., 15.n, които от една страна, през локална мрежа са двупосочно свързани с модул за аудио и видео сигнали от сателит 1, с модул за аудио и видео сигнали от наземна телекомуникационна мрежа 2, със сървър за работа със сателит 3, с модул за мониторинг 4, с видео сървър 5, с модул за мониторинг на МАС адреси 6, с модул за наблюдение и сигнализиране при аларми 7, с web сървър 8, със сървър за записи 9, със стрийм сървър 10, с транскодер 11, с главен сървър 12, с многоканален монитор 13 и със стрийм монитор 14. От друга страна, мрежовите комутатори на първи слой 15.1, 15.2,..., 15.n през Интернет и през мрежови комутатори на втори слой 16.1, 16.2, ..., 16.n са двупосочно свързани с вторични рестрийм сървъри 17.1, 17.2, ..., 17.n. Вторичните рестрийм сървъри 17.1, 17.2,..., 17.n от своя страна са двупосочно свързани с монитори за свързване с декодер 18.1, 18.2, ..., 18 .n и със сървъри за многоканален мониторинг 19.1, 19.2,..., 19.n, както и с абонатни устройства 20.1, 20.2,..., 20.n. Абонатните устройства 20.1, 20.2, ..., 20.n са приемници за интерактивна телевизия, телевизори, телефони, таблети и приемници за кабелна цифрова телевизия.The created multifunctional hybrid system for interactive and digital television, shown in figure 1, includes network switches of the first layer 15.1, 15.2,..., 15.n, which, on the one hand, through a local network, are bidirectionally connected to an audio and video module signals from satellite 1, with audio and video module terrestrial telecommunication network signals 2, with satellite operation server 3, with monitoring module 4, with video server 5, with MAC address monitoring module 6, with monitoring module and alarm signaling 7, with web server 8, with recording server 9, with stream server 10, with transcoder 11, with master server 12, with multichannel monitor 13 and with stream monitor 14. On the other hand, the network switches of the first layer 15.1, 15.2, . The secondary restream servers 17.1, 17.2,..., 17.n are in turn bidirectionally connected to decoder connection monitors 18.1, 18.2, ..., 18 .n and to multichannel monitoring servers 19.1, 19.2,... , 19.n, as well as with subscriber devices 20.1, 20.2,..., 20.n. Subscriber devices 20.1, 20.2, ..., 20.n are receivers for interactive television, televisions, telephones, tablets and receivers for cable digital television.

Функционалността на модулите на създадената многофункционална хибридна система за интерактивна и цифрова телевизия е както следва:The functionality of the modules of the created multifunctional hybrid system for interactive and digital television is as follows:

Модулът за аудио и видео сигнали от сателит 1 осигурява приемането на аудио и видео сигнали безжично от сателит. Връзката се осъществява чрез пасивно оборудване включващо сателитни антени, конвертори, сплитери и др. Този тип прием обикновено служи, като алтернатива при отпадане на основния начин за прием чрез наземната мрежа и връзка с доставчик на видео и аудио услуги, като достъпът се осъществява посредством сървъра за работа със сателит 3.The satellite audio and video signal module 1 provides the reception of audio and video signals wirelessly from a satellite. The connection is made through passive equipment including satellite antennas, converters, splitters, etc. This type of reception generally serves as an alternative to the failure of the primary means of reception via the terrestrial network and a connection to a video and audio service provider, with access via the satellite operation server 3.

Модулът за аудио и видео сигнали от наземна телекомуникационна мрежа 2 е основният източник за прием на радиотелевизионни потоци, обикновено чрез мултикаст стриймове. Осъществява се физически чрез оптична телекомуникационна мрежа.The Terrestrial Telecommunications Network 2 audio and video signal module is the primary source for receiving radio television streams, usually via multicast streams. It is carried out physically through an optical telecommunications network.

Сървърът за работа със сателит 3 е оборудван с тунери за връзка с необходимия брой сателитни антени за прием на сателитни видео и аудио потоци (DVB-S/S2), както и със софтуер за декодиране и софтуер за рестрийм на приетите и обработени видео и аудио потоци.The server for working with satellite 3 is equipped with tuners for connection with the necessary number of satellite antennas for receiving satellite video and audio streams (DVB-S/S2), as well as decoding software and software for restreaming the received and processed video and audio flows.

Модулът за мониторинг 4 осъществява денонощно наблюдение на всички приемани ТВ канали преди да са подадени към транскодера 11 за транскодиране. Ако преди транскодера 11 се появят грешки в потоците, те се запазват и натрупват и на изхода от транскодера 11, при което ще се влошава качеството на услугата. Модулът за мониторинг 4 наблюдава за грешки в аудио и видео, и при засичане на проблем изпраща алармено съобщение по протокол SNMP.The monitoring module 4 performs round-the-clock monitoring of all received TV channels before they are fed to the transcoder 11 for transcoding. If errors occur in the streams before the transcoder 11, they are also stored and accumulated at the output of the transcoder 11, which will degrade the quality of service. The monitoring module 4 monitors for errors in audio and video, and when a problem is detected, it sends an alarm message via the SNMP protocol.

Видео сървърът 5 служи за комуникация с IP камери и DVR на клиенти, за създаване и излъчване на съобщения към клиентите, като видео и аудио записи.The video server 5 serves to communicate with clients' IP cameras and DVRs, to create and broadcast messages to clients, such as video and audio recordings.

Модулът за мониторинг на МАС адреси 6 предоставя информация за всички активни устройства и техните МАС адреси.MAC address monitoring module 6 provides information about all active devices and their MAC addresses.

Модулът за наблюдение и сигнализиране при аларми 7 осигурява възможност за уведомяване за алармено събитие, както и информационни съобщения на определени интервали. Работи в реално време и напълно автономно в точки за наблюдение, като може да сигнализира, например с позвъняване по телефон при отпадане на захранване.The alarm monitoring and signaling module 7 provides notification of an alarm event as well as informational messages at specified intervals. It works in real-time and fully autonomously at monitoring points, being able to signal, for example by ringing the phone in the event of a power failure.

WEB сървърът 8 предоставя на клиентите възможност да се регистрират и активират демо пакет, или да извършат плащане на услуга, или добавяне на нова услуга, допълнително устройство, промяна на парола и други, като се осигурява личен контролен панел за всеки потребител.WEB Server 8 provides customers with the opportunity to register and activate a demo package, or make a service payment, or add a new service, additional device, change password, and more, providing a personal control panel for each user.

Сървърът за записи 9 е с необходимото количество и капацитет дискови устройства в райд масив. На него се записват денонощно определените за това видео канали, които ще се предоставят при поискване от клиентите на интерактивната телевизия.Recording server 9 has the required amount and capacity of disk drives in a RAID array. The designated video channels are recorded on it 24/7, which will be provided upon request by the customers of the interactive television.

Стрийм сървърът 10 е с голям капацитет и с възможност за обслужване на стотици клиенти. Той приема компресираните аудио и видео потоци от транскодера 11 и ги предоставя към абонатните устройства, например 20.1 на крайни клиенти. Стрийм сървърът 10 може да работи и като балансьор на трафика и да облекчава основната мрежа, за да не се товари тя с излишен трафик.Stream Server 10 is high capacity and capable of serving hundreds of clients. It receives the compressed audio and video streams from the transcoder 11 and provides them to the subscriber devices, for example 20.1 of end customers. The stream server 10 can also work as a traffic balancer and relieve the main network from overloading it with excess traffic.

Транскодерът 11 обработва входните потоци в компресия Н265 и може да променя резолюцията на даден канал, като може да направи няколко различни негови версии според гарантираното качество и скорост. Също така може да работи с HEVC, MPEG2/MPEG4, 4К, 8К видео потоци и ААС, АС3, МР2 аудио потоци, като използва CBR и VBR контрол на скоростта.Transcoder 11 processes input streams in H265 compression and can change the resolution of a given channel, making several different versions of it according to guaranteed quality and speed. It can also handle HEVC, MPEG2/MPEG4, 4K, 8K video streams and AAC, AC3, MP2 audio streams using CBR and VBR rate control.

Главният сървър 12 е IPTV сървър за интерактивна телевизия и съдържа база данни с всички канали, настройки, потребителски имена и пароли на клиенти. След като даден клиент се свърже към главния сървър 12, и се удостовери с име, парола, МАС адрес и ключ за достъп, получава достъп. Сървърът 12 предоставя всичко необходимо на клиента като адрес на даден канал, списък с предавания, икони на канали, адрес за ТВ архив.The main server 12 is an IPTV server for interactive television and contains a database of all channels, settings, user names and passwords of customers. Once a client connects to the master server 12 and authenticates with a name, password, MAC address and access key, it is granted access. Server 12 provides everything the client needs such as channel address, list of shows, channel icons, TV archive address.

Многоканалният монитор 13 представлява сървър с видео карта, която е свързана с монитор/телевизор с голям екран и е предназначен за визуален мониторинг на множество канали едновременно. Визуализира видео потоци в прозорец тип „мозайка“, като освен картина в реално време извежда информация за критични грешки в потоците, „замръзване на картина“ и други.The multi-channel monitor 13 is a server with a video card that is connected to a large-screen monitor/television and is designed for visual monitoring of multiple channels at the same time. Visualizes video streams in a "mosaic" window, displaying information about critical stream errors, "frame freezes" and more in addition to a real-time picture.

Стрийм мониторът 14 извършва денонощно автоматизирано наблюдение на всички видео и аудио потоци преди изпращането им към крайните клиенти. Разпознава „замръзване“ на картина, отпадане на звук и няколко вида грешки. Има възможност за комуникация по протоколи SNMP и SMTP за изпращане на съобщения при проблем и автоматизирано изпълнение на команда за рестартиране на услуга.The stream monitor 14 performs round-the-clock automated monitoring of all video and audio streams before they are sent to end customers. Recognizes picture "freeze", sound drops and several types of errors. It is possible to communicate via SNMP and SMTP protocols to send messages in case of a problem and to automatically execute a command to restart a service.

Мрежовите комутатори на първи слой 15.1, 15.2, ..., 15.n са с голям капацитет за приемане и предаване на данни с висока скорост и възможно най-малко закъснение. Функцията им е да свързват всички модули в главната станция на IP телевизията.Network switches of the first layer 15.1, 15.2, ..., 15.n have a large capacity for receiving and transmitting data at high speed and with the least possible delay. Their function is to connect all the modules in the main IP TV station.

Мрежовите комутатори на втори слой 16.1, 16.2, ..., 16.n се намират във всички възлови и основни точки на мрежата. Функцията им е да приемат трафика от комутаторите на първи слой 15.1, 15.2, ..., 15.n и да го предават директно на вторичните рестрийм сървъри 17.1, 17.2, ... 17.n чрез физическа връзка с меден или оптичен кабел.The network switches of the second layer 16.1, 16.2, ..., 16.n are located at all node and core points of the network. Their function is to receive the traffic from the first layer switches 15.1, 15.2, ..., 15.n and transmit it directly to the secondary restream servers 17.1, 17.2, ... 17.n through a physical connection with a copper or optical cable.

Вторичните рестрийм сървъри 17.1, 17.2, ... 17.n предават сигналите към мониторите за свързване с декодер 18.1, 18.2, ..., 18.n, както и към сървърите за многоканален мониторинг 19.1, 19.2, ..., 19.n.The secondary restream servers 17.1, 17.2, ... 17.n transmit the signals to the decoder connection monitors 18.1, 18.2, ..., 18.n, as well as to the multichannel monitoring servers 19.1, 19.2, ..., 19. n.

Мониторите за свързване с декодер 18.1, 18.2, ..., 18.n са предназначени за отдалечен достъп, като се поставят в различни части на мрежата, например на опорни точки и предоставят аудио визуална информация за качеството на услугата на мястото, където са разположени. По този начин отпада необходимостта от посещение на място от персонал на фирмата за оценка на качеството на услугата.Decoder Link Monitors 18.1, 18.2, ..., 18.n are designed for remote access by placing them in different parts of the network, for example at support points and providing audio-visual information about the quality of service at the location where they are located . In this way, there is no need for a site visit by company personnel to assess the quality of the service.

Сървърите за многоканален мониторинг 19.1, 19.2, ..., 19.n са с инсталиран софтуер, способен в реално време да следи и анализира всички видео и аудио потоци, като запазва статистика за качество на сигнала, грешки, кодеци, субтитри и други за всеки един канал. Данните са в текстов вид, като част от тях биват представени в диаграми и различни графики. Всички детайли и данни се пазят в системата за срок от 30 дни.Multi-channel monitoring servers 19.1, 19.2, ..., 19.n have installed software capable of real-time monitoring and analysis of all video and audio streams, saving statistics of signal quality, errors, codecs, subtitles and more for every single channel. The data are in text form, and some of them are presented in charts and various graphs. All details and data are kept in the system for a period of 30 days.

Със създадената система се осигурява висококачествено излъчване на интерактивна и цифрова кабелна телевизия, с минимален ресурс, но в HD качество, осигуряващо ясни, детайлни и кристални изображения. Освен това, телевизионните канали могат да се гледат на различни устройства, като телевизори, компютри, лаптопи, таблети, смартфони и други.With the created system, high-quality broadcasting of interactive and digital cable TV is provided, with a minimum resource, but in HD quality, providing clear, detailed and crystal images. Also, TV channels can be watched on various devices such as TVs, computers, laptops, tablets, smartphones and more.

Claims

A multifunctional hybrid system for interactive and digital television, characterized in that it includes first-layer network switches (15.1, 15.2, ..., 15.n), which, on the one hand, via a local network, are bidirectionally connected to an audio module and video signals from a satellite (1), with a module for audio and video signals from a terrestrial telecommunications network (2), with a server for working with a satellite (3), with a monitoring module (4), with a video server (5), with MAC address monitoring module (6), with alarm monitoring and signaling module (7), with web server (8), with recording server (9), with stream server (10), with transcoder (11), with a master server (12), with a multi-channel monitor (13) and with a stream monitor (14), on the other hand, the network switches of the first layer (15.1, .., 15.n) through the Internet and through the network switches of the second layer ( 16.1, ..., 16.n) are bidirectionally connected to secondary restream servers (17.1, ... 17.n), which in turn are bidirectionally connected to decoder connection monitors (18.1, 18.2, ..., 18.n) and with multi-channel monitoring servers (19.1, 19.2, ..., 19.n), where secondary restream servers (17.1, 17.2, ... 17.n) are bidirectionally connected to subscriber devices (20.1, ..., 20.n).