IPTV: Fundamentos e Serviços Disponíveis

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IPTV 
Televisão IP 
Alex Castro, Fabiano Rocha 
Escola de Engenharia – Universidade Federal Fluminense (UFF) 
Rua Passo da Pátria, 156 – 24.210-240 – Niterói – RJ – Brasil 
Mestrado em Engenharia de Telecomunicações 
Fundamentos e Sistemas Multimídia 
alexcastro@telemar-rj.com.br, fabiano@telemar.com.br 
Resumo. Este trabalho IPTV tem por objetivo fazer uma apresentação global do 
tema, condensando seus aspectos técnicos e econômicos. Esse tema demonstra-se 
não só atual, mas um dos grandes focos de atenção dos principais agentes das 
Telecomunicações ao longo dos próximos anos. O Serviço de IPTV é fundamental 
para a evolução das Telecomunicações, no que refere ao seu crescimento e 
maturação. 
1 Introdução 
Durante a evolução da internet ate os tempos atuais podemos observar algumas 
tecnologias e tendências que tornaram se comuns para definição dos novos projetos: adoção 
do protocolo de rede IP para endereçamento de hosts e dos protocolos de roteamento que 
amadureceram para suporta-lo (RIP, OSPF, BGP, IS-IS), da interatividade proporcionada 
pelas aplicações que hoje encontramos facilmente pela web (pagina estáticas ou dinâmicas 
escritas em puro HTML ou que inserem novos recursos de dinamismo com PHP, Java, 
Flash, etc), melhoria dos padrões de codificação e compressão de vídeo e áudio. 
Algumas idéias surgiram através da experiência obtida pela internet: por que não 
uma TV interativa onde o usuário pudesse adquirir novos serviços, escolher a programação 
que melhor lhe atenda, responda a pesquisas durante um programa de TV, permitir que 
provedores de serviços possam conhecer melhor o perfil de seus usuários e assim oferecer 
soluções de acordo com o perfil de cada usuário, convergir serviços como Voz, Vídeo e 
dados para um mesmo meio de acesso, entre outras. 
Mas não se trata de uma integração simples, existem alguns pré-requisitos para se 
prover tais serviços de forma adequada: rede com suporte a multicast, QoS diferenciado 
para cada um dos tipos de trafego, controle de acesso ao serviços ofertados por cliente, 
entre outros. 
O objetivo deste trabalho é descrever este novo serviço, mostrando como ele 
funciona e suas dificuldades para a implantação em uma operadora de telecomunicações. A 
seção 2 define os Serviços IPTV, focando as partes fundamentais dos Serviços Disponíveis. 
No item 3 são analisados os Componentes da Infra-estrutura da Rede necessários para a 
IPTV 
disponibilidade da entrega do serviço IPTV . O item 4 descreve a Plataforma de 
Distribuição de Vídeo necessária para o serviço. O item 5 descreve as considerações finais. 
2 Serviços IPTV 
Os serviços atualmente disponíveis pelo IPTV incluem as melhores características 
do Direct to Home (DTH), serviços de satélite e TV a cabo, incluindo: 
Ø Grande número de canais de TV 
Ø Maior controle e serviço 
Ø Todos os programas de vídeo/áudio digitais 
Ø TV interativa 
Ø Vídeo sob Demanda (VoD) 
Ø Personal Video Recorder (PVR) 
Os serviços adicionais de IPTV não tradicionais disponíveis pelos provedores e as 
Operadoras de Sistemas Múltiplos a Cabo (MSO) incluem o acesso a E-mail e a Internet 
TV, assim como aplicações de áudio e vídeos móveis e a suas convergência com a oferta de 
IPTV sob par metálico. 
Aplicações de IPTV e Set-Top Boxes (STBs) são ambas construídas usando 
protocolos da web tais como HTTP/HTML em arquiteturas baseadas em servidores/PC do 
usuário. Esta associação torna-se muito mais fácil e mais eficiente para entregar serviços de 
Internet sobre um serviço de IPTV assim como serviços de TV a cabo. 
Enquanto as primeiras aplicações da Internet tais como a TV-Web e o T-mail foram 
somente um começo, a habilidade para integrar mais facilmente novos serviços da Internet 
ou da própria web, especialmente aplicações móveis, Voz sobre IP (VoIP), e serviços 
altamente interativos em uma rede doméstica, irão prover companhias de telecomunicações 
com uma forte vantagem de competir com as companhias de TV a cabo e satélite a longo 
prazo. 
A seguir é fornecida uma visão geral de algumas aplicações de vídeo que podem ser 
suportadas por uma rede de Banda Larga, tais como: 
Ø TV Broadcast – BTV 
Ø Vídeo sob Demanda – VoD 
Ø Gravação de Vídeo Pessoal – PVR 
Ø T-Mail 
Ø Vídeo Móvel. 
2.1 TV Broadcast 
O serviço de TV Broadcast (BTV) refere-se à entrega de múltiplos canais da 
programação dos sinais abertos ao assinante de uma variedade das fontes incluindo a 
IPTV 
transmissão tradicional broadcast, a cabo ou os canais de satélite proprietário, os canais de 
filmes e o próprio conteúdo local do estúdio. 
A figura 1 apresenta um diagrama genérico de um Head-end BTV (ponto central de 
uma rede que recebe sinais em uma faixa de freqüência e retransmite em outra faixa, 
podendo ser é visto como um hub central) onde toda transmissão broadband deve ser 
através.
 
figura 1 – Head-end BTV 
Em IPTV, estes canais são codificados digitalmente para entregar o vídeo e áudio 
com uma qualidade superior quando comparadas com o serviço analógico das TVs a cabo. 
Cada canal deve ser criptografado para impedir o roubo do serviço ou a distribuição ilegal 
do conteúdo. A TV Digital também inclui um guia eletrônico de programas (EPG), que 
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fornece ao assinante uma guia on-line sobre o conteúdo da programação. O IPTV fornece a 
oportunidade de interatividade com o assinante, que melhora a experiência do usuário 
permitindo ao assinante executar buscas detalhadas do material do programa e um controle 
mais eficaz da sua experiência de usuário. 
O serviço de BTV, conforme mencionado anteriormente, é suportado primeiramente 
através de aplicação EPG e buscas de dados EPG. Os dados EPG são os canais metadados 
BTV, os quais incluem: 
Ø Número de canais BTV e Estações ID 
Ø Títulos de programas por timeslot 
Ø Informações de programas detalhados 
Ø Taxa de controle 
Ø Busca de dados tais como o ator, gênero, título do episodio, etc 
Esta informação de dados EPG é obtida através de um fornecedor de serviço 
dedicado de dados que se especializa na agregação dos metadados para canais Broadcast. 
Estes fornecedores de dados EPG têm servido às indústrias tradicionais de TV a cabo e 
satélite e estão aptos a fornecer o mesmo serviço para os provedores de IPTV. Os dados 
EPG são entregues geralmente ao fornecedor de IPTV em um arquivo de dados de formato 
especificado, sobre a Internet. 
Cada STB associa-se a um stream multicast dedicado, que esteja distribuindo 
constantemente os dados EPG. Isto assegura que a informação de EPG, que é acessada mais 
freqüentemente em um serviço IPTV, esteja sempre residente no STB para uma resposta 
rápida. O STB irá se juntar ao multicast EPG na inicialização do STB e periodicamente 
durante todo o dia para obter as últimas informações e atualizações. 
O serviço BTV também suporta aplicações de NvoD (Near Video on Demand) e de 
PPV (Pay-per-View). NVoD é o conteúdo de vídeo de um servidor VoD usando a infra-
estrutura do canal multicast BTV, e o conteúdo pode ser acessado com o EPG. O Pay-per-
View é um modelo de conteúdo onde uma programação específica pode ser comprada em 
uma base para ser vista. Este modelo pode aplicar-se ao NVoD assim como a eventos de 
BTV (por exemplo, eventos esportivos). 
Um diferencial do IPTV é que cada canal individual de BTV é entregue em um 
stream multicast e somente adicionado à linha de acesso do assinante quando requisitado 
pelo STB. A largura de banda de acesso do assinante determina o número de programas que 
podem ser vistos simultaneamente. Assim, em um serviço de IPTV, o número de canais 
BTV oferecidos a um conjunto de assinantes não é limitado pela tecnologia atual. 
Conseqüentemente, os custos principais de adicionar um novo canal de BTV são os 
equipamentos do head-end requerido para adquirir e codificar o conteúdo próprio. 
Embora BTV seja um serviço de vídeo residencial maduro de entretenimento, existe 
uma clara oportunidade para os provedores que se utilizam dos pares metálicos 
introduzireme oferecerem com mais características e funcionalidades do que os 
fornecedores tradicionais de TV oferecem. 
IPTV 
2.2 Vídeo sob Demanda 
A aplicação de VoD é implementada como um armazenamento de vídeo virtual. Um 
assinante seleciona o menu de VoD e é apresentado a um número de conteúdo de categorias 
para ajudar na navegação. A estrutura e as categorias exatas do menu são facilmente 
customizadas às exigências de cada fornecedor de serviço. Uma função de busca de 
conteúdo está disponível, que permite ao usuário procurar pelo título do conteúdo, pelo 
ator, pelo diretor, etc. 
Uma vez que o usuário encontrou e selecionou o recurso de VoD para a compra, o 
usuário entra com o seu PIN para confirmar a compra. O evento da compra gerará um 
evento de faturamento e provocará uma comunicação com o middleware para contatar o 
servidor de vídeo para gerar um bilhete para a transação. Este bilhete é entregue de volta ao 
usuário em uma mensagem HTTP e pode ser incluída na mensagem RTSP emitida ao 
servidor de vídeo para autenticar o playout. Este mecanismo impede que os pedidos não 
autorizados RTSP obtenham o acesso ao conteúdo VoD. 
O serviço de Vídeo sob Demanda (VoD) é um serviço que permite ao assinante 
acessar ao conteúdo de uma biblioteca de vídeo. Os serviços VoD incluem: 
Ø Serviços Transacionais 
Ø Baseados em assinaturas 
Ø Grátis sob Demanda 
Cada um destes serviços reflete numa logística de negócio diferente ajustada para os 
acordos de licenciamento dos conteúdos. Os pacotes ou os grupos dos conteúdos são 
considerados tipicamente transacionais, pois eles são geralmente um conjunto finito que é 
pago para uma transação. 
Um serviço VoD é melhor descrito como um conteúdo armazenado on-line que está 
acessível ao assinante 24 horas por dia. O serviço é entregue com funcionalidade de 
DVD/VCR que permite ao assinante pausar, avançar, retroceder ao conteúdo. Os assinantes 
recebem o índice dos títulos disponíveis sempre que o querem. Este tipo de serviço é 
conhecido como grátis sob demanda. 
Um tradicional serviço de VoD, onde o assinante paga uma taxa para ter acesso a 
um vídeo por um período de tempo fixo determinado pelo tipo de recurso - por exemplo, 24 
horas, 48 horas, etc., é conhecido como serviço transacional. Uma estratégica flexível deve 
englobar o índice de conteúdo em um pacote promocional; onde os assinantes que 
concordam em comprar um novo filme começariam obtendo 50 por cento de gratuidade de 
pelo menos dois títulos contidos na biblioteca de filmes armazenados. 
Outro tipo de serviço, denominado serviço baseado no assinante é oferecido e 
conhecido como uma assinatura do VoD (SVoD), que é um serviço de taxa flat de 
cobrança/faturamento em que um assinante ganha acesso ilimitado a uma seleção dos 
títulos pagando uma taxa mensal. 
Em um serviço IPTV, VoD é entregue usando stream unicast entre um servidor de 
vídeo específico e os assinantes. Cada assinante tem um único stream e tem o controle total 
sobre como o conteúdo é entregue pelo servidor de vídeo. Este nível do controle pessoal 
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requer que a rede sob-demanda seja escalonada de acordo com o número de assinantes que 
acessam determinado serviço simultâneo. Para conseguir isto, os múltiplos servidores de 
vídeo são tipicamente colocados sob uma forma distribuída. 
As considerações adicionais importantes que podem ser tratadas com uma solução 
pré-integrada e certificada são: a segurança da rede, que pode impactar na satisfação e 
conforto do usuário final em relação ao serviço; e a proteção do conteúdo, que é crítica para 
a negociação da aquisição do conteúdo. Ambas as considerações podem apresentar desafios 
ao provedor de serviço em atingir um pequeno tempo de mercado caso sejam consideradas 
individualmente, pois será necessária uma quantidade extensiva de testes e certificações. 
2.3 Gravação de Video Pessoal - PVR 
Um serviço pessoal de gravação de vídeo (PVR) permite que os assinantes 
selecionem, gravem e acessem o conteúdo quando o querem, seguindo sua transmissão 
broadcast. Esta característica permite também que os assinantes pausem sua TV. Este tipo 
de serviço pode ser oferecido em duas arquiteturas: 
Ø Baseada na Rede 
Ø Baseada no Cliente 
A arquitetura baseada em rede tem o conteúdo armazenado na rede e é acessado 
através de uma sessão pessoal VoD. A solução da rede PVR permite que o fornecedor de 
serviço ofereça serviços da gravação de TV Broadcast a sua base de assinantes assim como 
as funcionalidades da TV devem conter uma alta segurança do conteúdo. 
A TV Timeless permite que o assinante grave um programa mesmo depois que o 
mesmo já tenha começado em tempo real, assim como esteve bufferizado na rede. A 
funcionalidade PVR é bem parecida com o VoD com DVD/VCR com controle de pausar, 
avançar e retroceder, e permite que o conteúdo seja marcado como "gravado" no EPG do 
assinante e armazenado em um servidor VoD para ser assistido posteriormente. 
A arquitetura baseada em cliente tem o conteúdo armazenado localmente no disco 
rígido do Set-Top Box (STB) do usuário. O conteúdo gravado é acessado iniciando uma 
sessão local de VoD. A solução baseada em cliente PVR permite que o provedor de serviço 
ofereça serviços da gravação de TV Broadcast para a base do assinante. A funcionalidade 
baseada em Cliente PVR é também parecida com o VoD com DVD/VCR com controle de 
pausar, avançar e retroceder, e permite que o conteúdo seja marcado como o "gravado" no 
EPG do assinante e armazenado no disco rígido do STB do usuário para ser assistido 
posteriormente. 
2.4 T-Mail 
O serviço T-Mail permite ao usuário ver, compor, emitir e eliminar mensagens de 
E-mail através da interface de usuário (UI) IPTV no STB. Todas as informações e ações do 
assinante são incorporadas na UI no STB e emitidas via HTTP ao middleware dos 
servidores de aplicação. O servidor de aplicação comunica-se então com o servidor de e-
mail para executar a ação requerida, tais como recuperar todos os E-Mails lidos. 
IPTV 
Usando plataformas existentes de acesso a Internet e e-mail, é possível fornecer 
serviços de Internet TV, que incluem o acesso do e-mail pela TV. Um número de serviços 
web, tais como o T-Commerce ou shopping, podem ser construídos em cima da infra-
estrutura em um formato de TV amigável. Os negócios locais podem projetar e hospedar 
seus próprios web sites disponíveis aos assinantes de IPTV. 
O serviço do T-mail permite aos assinantes de IPTV acessar um sistema externo de 
e-mail através de uma interface de usuário de TV amigável. Esta opção de integrar uma 
aplicação existente de e-mail no serviço de IPTV fornece um serviço diferenciado 
comparado com os serviços oferecidos pelos provedores de vídeos. 
Este serviço pode ser fornecido por um servidor baseado em componente IMAP4 [1] 
que se conectará ao serviço instalado na plataforma do e-mail do fornecedor de serviço. A 
interface do STB interage com a plataforma da entrega do serviço para interagir com a 
interface do usuário T-mail e comunicar-se com o servidor de e-mail para enviar e receber 
os dados necessários. Toda a comunicação entre a plataforma de entrega do serviço e o 
STB deve ser através de HTTP/HTML de modo que o STB não tenha que suportar um 
cliente do e-mail localmente. 
2.5 Vídeo Móvel 
A aplicação da mobilidade é projetada para permitir que a experiência do serviço 
IPTV se estenda além dos confins da área residencial. Se um assinante estiver assistindo a 
um programa vídeo e tiver que sair de casa (por exemplo, para buscar as crianças na 
escola), ele ou ela não terá que perder o final do programa o qual esta assistindo. 
O Vídeo Móvel oferece um browsing do catálogo de vídeo através dos protocolos 
WAP e I-Mode. O conteúdo pode ser fornecido através de um controle total do processo de 
conteúdo da gerência, incluindo terminais de teste para otimizar a experiência do usuário 
através dos múltiplos handsets. 
Explorar estas tendências do vídeo móvel em uma rede GPRS e/ou EDGE requer 
uma solução demobilidade de vídeo que seja flexível o bastante para suportar múltiplos 
modos de operação. No caso do GPRS, um download progressivo é requerido de modo que 
os assinantes possam começar a assistir ao vídeo enquanto o download estiver em processo. 
Isto otimiza a experiência do usuário fornecendo gratificação imediata enquanto o processo 
restante do download continua. Quanto ao stream de vídeo sobre redes EDGE ou UMTS, o 
streaming do servidor de vídeo móvel deve ser particularmente resistente ao confinamento 
principal de uma infra-estrutura móvel - variações da largura de banda - a fim de assegurar 
uma experiência satisfatória do usuário. 
O vídeo móvel é o quarto componente de um “Quadruple Play", pois além deste 
existem os serviços de dados com acesso banda larga, o de BTV e o VoD. 
O provedor de conteúdo móvel oferece a fornecedores de recursos wireless, uma 
oportunidade de aumentar o uso através de entretenimento otimizado para a experiência 
móvel, oferecendo aos assinantes múltiplas opções de vídeo, incluindo clips e programas 
selecionados. Provedores de serviço dão à comunidade uma oportunidade de estender seu 
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franchise enquanto simultaneamente fornece aos consumidores os serviços móveis de 
entretenimento que utilizam o telefone móvel ou o dispositivo wireless de voz. 
O provedor de serviço tem a opção de codificar inteiramente sua biblioteca de VoD 
em um formato compatível com o telefone móvel (LCD pequenos), ou eles podem gerar 
trailers móveis que motivam a compra do conteúdo completo. Estas ferramentas permitem 
ao provedor de serviço entregar uma experiência móvel completa que complemente o 
serviço IPTV, conforme podemos observar na figura 2. 
 
figura 2 – Stream de Vídeo para um dispositivo Móvel 
3 Componentes da Infra-estrutura da Rede 
A atual distribuição de vídeo para IPTV começa pelo head-end e finaliza no STB 
situado dentro das localidades da residência do assinante. No meio está uma rede habilitada 
com QoS que transporta ambos os tráfegos multicast e unicast com alta largura de banda 
entre o tráfego destes dois pontos finais. Os vários componentes desta arquitetura podem 
ser agrupados em: 
Ø Acesso 
Ø Transporte e Agregação IP 
Ø Gateways e Redes Residenciais 
Ø Head-end e o Serviço do core da rede. 
3.1 Acesso 
A entrega de IPTV e de serviços interativos necessitará da distribuição da fibra 
intensivamente na rede de acesso a fim de satisfazer às exigências próximas e distantes dos 
usuários pela largura de banda requerida por estas aplicações. 
Uma visão em longo prazo deve desdobrar fibras na rede de acesso, dando ao 
operador a habilidade de encontrar um aumento na capacidade ou demanda de prestar 
serviços, enquanto ao mesmo tempo minimiza os custos operacionais. 
Entretanto, em muitas áreas o custo e o tempo requeridos para a 
instalação/implantação de novas fibras por todo caminho até a residência do usuário, torna-
se inviável economicamente. 
Quando ocorre este tipo de caso, uma estratégia incremental deve ser adotada para 
que permita que o provedor de serviço utilize a infra-estrutura de cobre, par metálico, 
existente para uma combinação do "Triple-Play" de serviços avançados de vídeo, voz e 
dados possam ser entregue ao usuário final. 
IPTV 
Isso significa que o xDSL, tecnologia atualmente utilizada em larga escala do que 
outras, em localidades onde o comprimento dos pares metálico dos clientes são pequenos 
em relação a distância entre a residência do assinante e a operadora, o serviço IPTV pode 
ser oferecido em conjunto com dados (Internet de Alta Velocidade - HSI) e voz (VoIP), 
pois nas proximidades das centrais telefônica tem-se a possibilidade da utilização de uma 
largura de banda desejada. 
Esta topologia da rede de acesso é mostrada na figura 3. 
 figura 3 – Topologia de Acesso 
Os sistemas de Banda Larga de acesso são redes que podem transferir sinais dos 
dados em uma taxa de 1 Mbps ou mais. Os sistemas de Banda Larga de acesso que podem 
fornecer taxas de transmissão de dados de 10 Mbps são chamados Sistemas Ultra Banda 
Larga. 
Os sistemas da Banda de Larga que podem ser apropriados para sistemas da 
Televisão IP incluem: 
Ø A linha digital do assinante (xDSL) 
Ø Cable modems 
Ø Gateways wireless 
Ø Powerline 
Os sistemas de Banda Larga de acesso podem ser sistemas gerenciáveis ou não 
gerenciáveis. Os sistemas que são gerenciáveis podem garantir o desempenho da 
transmissão de dados e os sistemas que não são gerenciáveis oferecem a lei do melhor 
esforço. 
IPTV 
Se o sistema de banda larga de acesso tiver taxa de transmissão de dados que são 
diversas vezes requeridos para a televisão IP (2 Mbps a 4 Mbps), os sistemas não 
gerenciáveis podem fornecer taxas aceitáveis da transmissão de dados para programas de 
televisão IP com qualidade. 
As linhas xDSL transmitem a informação digital de alta velocidade, geralmente 
sobre um par metálico de cobre. Embora a informação transmitida esteja na forma digital, o 
meio da transmissão é um meio portador analógico que está modulado pelo sinal de 
informação digital. 
Os sistemas DSL têm as taxas de transmissão de dados que variam entre 1 Mbps a 
52 Mbps, utilizando conexões dedicadas de par metálico entre o acesso da linha digital do 
modem (DSLAM) e o modem xDSL do usuário. 
As taxas de transmissão de dados em um sistema DSL podem ser diferentes no 
downstream e upstream (assimétrico) ou podem ser as mesmas em ambos os sentidos 
(simétrico). 
Há diversos tipos de sistemas DSL incluindo a linha digital assimétrica do assinante 
(ADSL), a linha digital simétrica do assinante (SDSL) e a linha digital do assinante com 
taxa elevada (VDSL). Dos diferentes tipos de DSL, alguns têm diferentes versões com 
potencialidades variando com taxas mais elevadas de transmissão e outras com distâncias 
mais longas de transmissão. 
Por causa disso, os fios do telefone que o DSL utiliza não transferem sinais de alta 
freqüência muito bem (perda elevada do sinal em freqüências mais elevadas), a distância 
máxima da transmissão do DSL é limitada. Em 2005, a distância máxima típica que os 
sistemas do DSL operam está entre 3 a 5 km do DSLAM. Há também uma redução na taxa 
da transmissão de dados porque a distância do DSLAM aumenta. 
A transmissão de dados requerida para cada STB na residência do usuário é de 
aproximadamente 2 a 4 Mbps. Como a distância aumenta entre o DSLAM e o usuário, o 
número de STBs que podem operar diminui. Isto significa que os clientes que estão 
localizados próximos ao DSLAM podem ter diversos STBs enquanto que os clientes da 
televisão IP que estão situados a uma certa distância do DSLAM podem somente ter um 
STB. 
A Figura 4 mostra como o número de usuários simultâneos da televisão IP por área 
geográfica pode variar baseado na potencialidade da transmissão de dados do fornecedor de 
serviço. Este exemplo mostra que cada usuário da televisão IP requer tipicamente 3 Mbps a 
4 Mbps de transferência de dados. Para uma operadora de sistema de telefonia que use o 
serviço xDSL, este exemplo apresenta que o serviço provido poderá ser limitado a fornecer 
o serviço a uma única televisão IP quando as taxas de transferência de dados estão 
limitadas a 3-4 Mbps. Quando a taxa de transferência de dados está acima de 5 Mbps a 7 
Mbps, até 2 televisões IP podem ser simultaneamente usadas e quando a transmissão de 
dados está entre 10 Mbps a 14 Mbps, até 3 televisões IP podem simultaneamente ser 
usadas. 
 
IPTV 
 
figura 4 – Área geográfica atendida por IPTV 
As redes xDSL existentes foram implementadas para entregar os serviços de acesso 
a internet de alta velocidade (HSI) onde a largura de banda inicial do serviço era na escala 
de 1.0 Mbps a 1.5 Mbps e tem aumentado recentemente a 3 Mbps em alguns mercados. A 
demanda do consumidor e as pressões competitivas estão conduzindo atualmente, 
principalmente para alcançar suas redes de acesso para entregar a largura de banda 
requerida para suportar serviços de vídeo IP. 
A Figura5 é um exemplo das exigências da largura de banda requeridas para um 
serviço Triple-Play. Há muitas coisas para considerar quando se prevê exigências para 
largura de banda de downstream, tais como o número da largura de banda para a TV de 
definição padrão (SD) e dos canais de TV alta definição (HD) que irão suportar 
simultaneamente. É claro que apesar dos métodos futuros de compressão de vídeo, os 
requerimentos de largura de banda aumentarão em uma ordem de grandeza. 
IPTV 
 Figura 5 – Largura de Banda 
Claramente, evoluir à base da infra-estrutura de acesso com distribuições remotas 
do xDSL é a maneira mais rápida e a mais econômica para que os fornecedores de serviço 
introduzam o oferecimento de serviço de vídeo. 
A estratégia para a evolução do acesso deve incluir a introdução de tecnologias 
Metro Ethernet e IP e a convergência de plataformas do acesso em torno destas tecnologias. 
Os sistemas DSLAM são construídos hoje geralmente em cima de uma arquitetura 
de rede ATM para entregar serviços DSL. Esta arquitetura não é a ideal para o vídeo, 
porque os circuitos virtuais ATM, que estabelecem comunicação fim a fim entre DSLAM 
ATM e BRAS, fornecem um PVC para cada usuário que solicite um canal de vídeo, por 
exemplo, enquanto que com DSLAM IP estabelece uma VLAN de serviço a qual 
distribuirá o conteúdo a qualquer usuário pertencente a ela. 
A nova linha de DSLAM IP, nos sistemas instalados permite habilitar o serviço 
IPTV. 
Uma arquitetura recomendada incluiria as seguintes potencialidades: 
Ø Uma alta capacidade de comutadores dedicados suportando uma largura de 
banda individual as novas placas de serviços no DSLAM IP. 
Ø A arquitetura MetroEthernet que fornece suporte para a evolução total dos 
serviços interativos e para garantir nenhum ponto de congestionamento entre as 
portas DSL e as interfaces de rede. 
Ø Suporte total a IGMP multicasting fornecendo suporte a escalabilidade para 
um número ilimitado de canais Broadcast. 
Ø DSLAM IP com placas de assinante VDSL, VDSL2, ADSL2 ou ADSL2+. 
IPTV 
3.1.1 Modems / Gateways Residenciais 
As residências de hoje estão tornando-se cada vez mais "conectadas". O router 
residencial, ou Residential Gateway (RG) expande a escala dos endereços IP disponíveis 
dentro da rede residencial utilizando o Tradutor de Endereçamento de Rede (NAT) 
fornecendo um único ponto de conectividade para múltiplos meios físicos. Por exemplo, os 
RGs podem disponibilizar interfaces Ethernet, Wireless, e freqüentemente a interface USB. 
Algumas indústrias estão explorando tecnologias tais como o Home Plug Adapter Network 
(HPNA). 
Observando as tecnologias requeridas para oferecer as exigências de mercado, um 
RG pode apresentar e incluir as seguintes características: 
Ø Qualidade de serviço IP (QoS) e tecnologia Virtual LAN (VLAN) 
Ø DHCP e NAT 
Ø Roteamento IP para ambos LAN e WAN 
Ø Filtro IP e listas do controle de acesso (ACLs) 
Ø Firewall 
Ø DHCP Server para rede local 
Ø Duas/Quatro portas Ethernet 100Base-T 
Ø Usb 2.0 para dispositivos como uma impressora 
Ø Ethernet Wireless que suporte IEEE 802.11a/b/g 
Uma solução de vídeo pode ser suportada através de ambos os modems Bridged ou 
Router na terminação do acesso. No modo Bridged, os dispositivos da aplicação na 
residência do usuário recebem a informação do endereço IP da rede. O tráfego da rede é 
uma Bridged para a camada 2 usando-se informações aprendidas pelo MAC Address. 
Todos os DHCP, IGMP, RTSP e outros protocolos de aplicação IP são transparentes 
através do modem Bridged e terminados em vários pontos na rede. 
Em um modelo da terminação Routed/NAT, o tráfego da rede é terminado na 
camada 3 e uma decisão inteligente de encaminhamento deve ser feita pela Residential 
Gateway (RG) sobre onde enviar o pacote. O RG deve aprender o atual MAC address do 
CPE (Customer Premisse Equipment) residencial para o encaminhamento. O uso de NAT 
no RG interrompe o fluxo normal da aplicação IP, requerendo específicas aplicação da 
camada dos gateways (ALGs) ou funcionalidade de proxy nos respectivos RG’s. Por 
exemplo, em exigências comuns de IPTV, o NAT no RG são IGMP proxy com 
potencialidade da mudança rápida do canal, e múltiplas opções de DHCP com informação 
configurável do URL. 
3.1.2 Set-top Box (STB) 
Em uma solução IPTV, os streams de áudio e vídeo, junto com as aplicações de 
vídeo do usuário final, são apresentados ao assinante através do STB. O STB é conectado 
IPTV 
através dos cabos de áudio e vídeo em uma TV padrão. Três tópicos específicos 
diferenciam um STB IP da maioria dos STBs a cabo digital ou de satélite: 
Ø Os streams de vídeo MPEG-2 são recebidos sobre uma interface Ethernet. 
Ø Um web browser está disponível no STB para suportar aplicações de Internet 
e aplicações interativas TV Web. 
Ø A rede IP bidirecional entre o STB e os servidores de aplicação oferece aos 
assinantes um nível elevado de interatividade com as aplicações. 
3.2 Agregação da Banda Larga e o Core IP 
A meta da agregação e de redes IP é acomodar vídeo de tempo real com alta-
capacidade e uma grande densidade de usuários HSI, que usam uma infra-estrutura 
construída com um propósito comum. Seu principal objetivo é concentrar acessos banda 
larga com capacidade de suportar diversos serviços além de apenas prover acesso a internet. 
Os elementos mais importantes para o policiamento por usuários são QoS, 
contabilidade e filtros, resultando em uma rede com alta performance (“wirespeed” – 
velocidade do meio, terminologia utilizada para redes onde os elementos que atuam na 
camada 2 e 3 não introduzem delay significativo na transmissão, análise e controle dos 
fluxos). 
Para alcançar a escalabilidade e eficiência de custo necessária, a resposta é distribuir 
corretamente funcionalidades pela rede para satisfazer as exigências de serviço. Isto requer 
a habilidade de administrar por serviço de forma escalável QoS, segurança e faturamento, 
empurrando para próximo do usuários as funções de controle e marcação de fluxos, 
contabilidade e filtros. 
A escalabilidade da banda - especialmente na "segunda milha" - é aperfeiçoada 
utilizando a replicação de pacotes multicast através da rede (no acesso, agregação e nó do 
núcleo). Serviços unicast de VoD são assegurados pela escalabilidade dos nós com 
capacidade para centenas de portas GigaEthernet. Assim, as funcionalidades fundamentais 
a serem distribuídas são execução de policiamento por usuário, agregação de alta 
capacidade e multicast. 
As escolhas feitas no planejamento da rede podem afetar a habilidade da rede em 
acomodar mudanças ou incertezas. As redes domésticas e os serviços de acesso são as áreas 
onde a flexibilidade é muito importante já que eles são muito dependentes da evolução de 
equipamentos e serviços. O mapa da figura 6 mostra as interações entre as relevantes 
escolhas de arquitetura. 
 
IPTV 
CPE Router
CPE Bridge
Único
Endereço IP
Múltiplos
Endereços
IP
Único
Acesso
Múltiplos
Acessos
Único
Acesso
Único Circuito
na Última Milha
Único Circuito
na Última Milha
Múltiplos
Circuitos na
Última Milha
Único Circuito
na Última Milha
Múltiplos
Circuitos na
Última Milha
Figura 6 Escolha do Modelo de CPE de Acesso 
Para máxima adaptabilidade das funcionalidades do modems domésticos e custo, e 
para a maior habilidade de adicionar novos serviços ao acesso e aperfeiçoar cada serviço, a 
arquitetura deve suportar: 
Ø Múltiplos Acessos 
Ø Circuitos simples ou múltiplos na última milha 
Ø Modem em modo bridge ou router 
Ø Múltiplos ou únicos endereços IP por serviço 
O componente chave para otimização do custo de uma rede é a escolha correta dos 
equipamentos de rede que permitam aperfeiçoamentos para atender as características dos 
serviços oferecidos. A maioria das redes banda larga Norte Americanas foram 
aperfeiçoadas para serviços HSI uma vez que este é o primeiro serviço a ser entregue. A 
cerca disso, os dispositivos de acesso - conhecidos como servidores de acesso remoto porbanda larga (BRAS) - são otimizados para este serviço com características específicas 
como contadores de várias sessões, interfaces de acessos com usuários configurados acima 
do limite da sua capacidade (“overbook”) e um complexo conjunto de protocolos de rede. 
Assim que novos serviços como vídeo são adicionados, as diferenças na natureza 
destes serviços fazem com haja um incremento na dificuldade de ofertá-los com eficiência 
e baixo custo em um único dispositivo de acesso, por isso a importância na arquitetura de 
rede banda larga com suporte a múltiplos serviços no acesso. Essa abordagem de múltiplos 
serviços no acesso: 
Ø Maximiza a flexibilidade para aperfeiçoar a implementação e entrega de 
cada tipo de serviço; 
Ø Otimiza o time-to-market com desenvolvimento de serviços mais rápidos; 
IPTV 
Ø Faz com que seja possível evitar a descontinuidade ou redesenho dos 
serviços existentes devido ao desenvolvimento de novos serviços; 
Ø Permite a flexibilidade seletiva para implementação de redundâncias nos 
serviços de acesso apenas para os quais são necessários. 
As características chave para serviços de vídeo são a capacidade e as vezes com 
suporte a centenas de Gb/s usando portas GigaEthernet. Estas são características não 
disponíveis no BRAS, que são desenvolvidos para suportar vários assinantes banda larga 
com overbook em portas físicas de menor banda, cujas portas são conseqüentemente um 
recurso caro. 
Desta forma os BRAS são otimizados para HSI e geralmente possuem 
funcionalidades específicas para agregação de serviços, que continuam a usar uma sessão 
PPP sobre Ethernet ou ATM, enquanto as plataformas otimizadas para vídeo e VoIP 
naturalmente nos levam a necessidade de possuirmos redes de acesso separadas. A 
abordagem de múltiplo acesso permite aos provedores de serviço uma oportunidade de 
otimizar a entrega dos novos serviços e dos existentes, enquanto preservam o capital 
investido. 
A escolha do protocolo a ser utilizado na rede de acesso é determinada diretamente 
pelas características comerciais e técnicas desejadas, onde: 
1º Normalmente se utiliza o protocolo PPP, deforma que no BRAS não sejam 
perdidas as funcionalidades de autenticação, autorização e accounting. 
2º A forma de transporte do PPP: 
PPPoA – PPP sobre ATM foi uma das primeiras soluções que permitiram utilizar o 
protocolo PPP no acesso banda larga, tal solução exige que o CPE tenha função de 
roteador, pois o mesmo é responsável por encapsular o PPP diretamente em ATM através 
da camada de adaptação AAL5. Tinha como grande desvantagem o custo do CPE router. 
PPPoE – PPP sobre Ethernet foi desenvolvido para possibilitar a redução do custo 
do serviço banda larga, nesta solução o CPE passa a funcionar em modo Bridge e o usuário 
utiliza um discador específico (com capacidade de encapsular PPP sobre Ethernet). (Sua 
principal desvantagem é a redução da MTU de 1500 para 1492 devido ao overhead final). 
Recomendações específicas com a agregação IP e demais serviços são: 
Ø Escolher uma arquitetura que permita a coexistência de modem no modo 
bridge (usuário necessita utilizar discador para estabelecimento do PPP; o 
computador recebe um endereço IP válido resultado da negociação do PPP, pré-
requisitos para algumas aplicações) ou router (o modem estabelece o PPP com o 
BRAS e fica com o endereço IP válido é designado ao modem, e o computador do 
usuário recebe um endereço inválido – via DHCP do modem – assim o modem 
efetua função de PAT – port address translation). 
Ø Selecionar uma arquitetura que suporte tanto circuitos na última milha no 
modo single ou múltiplo. 
IPTV 
Com isso os provedores de serviços tornam-se flexíveis para atender diversos 
serviços de forma diferenciada: 
Ø Primeiramente a adoção de múltiplas redes de acesso para cada tipo de 
serviço em detrimento a apenas um nó de acesso para todos os serviços. 
Ø Manter a forma como é feitos o acesso HSI, com a utilização do BRAS ao 
qual cada usuário estabelece uma sessão com o protocolo ponto a ponto sobre 
ethernet (PPPoE). Permitindo a manutenção do atual serviço prestado. 
Ø Criar uma infra-estrutura separada para serviços de vídeo e VoIP usando 
DHCP: o que permite a fácil prestação de tais serviços com STBs e telefones VoIP, 
destinados para uso em redes DHCP. 
Ø Utilizar faixas de endereçamento IP distintas por serviço: com isso o serviço 
HSI continuaria a ser ofertado com endereçamento público (Internet) e os serviços 
de vídeo e VoIP poderiam ser atendidos por endereços privados, em redes isoladas 
aumentando assim o controle e a segurança do mesmo. 
Ø Funcionalidade de multicast de forma distribuída usando nós de agregação: 
reduzindo o consumo de banda no núcleo da rede. 
3.3 Distribuição no núcleo da Rede 
O núcleo de uma rede IP com serviço de vídeo deve transportar BTV, VoD e dados 
de aplicação para IPTV, para entregar o fluxo de vídeo do site head-end até o site de acesso 
para distribuição para cada usuário. O núcleo da rede IP deve prover diferenciação de 
tráfego e QoS para cada tipo de serviço além de suportar a distribuição de conteúdo 
multicast com alta performance, como podemos observar na figura 7. 
 
Figura 7 Distribuição do Core IP de Vídeo 
3.3.1 Comunicação IP Unicast 
A segunda funcionalidade necessária no núcleo da rede é a comunicação IP unicast 
para aplicações como VoD, TV-Web e TV-Mail. O tráfego IP unicast é provido por 
roteadores que utilizam o roteamento e encaminhamento IP na camada 3 ou com 
IPTV 
tecnologias de camada dois (ATM, MPLS, Ethernet) as quais provêem uma QoS aceitável 
para vídeo. 
Assim, o conteúdo pode ser entregue por túneis MPLS criados a partir dos nós de 
acesso até o ponto onde se encontra o conteúdo inte
IPTV 
Figura8- Transmissão Unicast IPTV 
3.3.2 Distribuição do Fluxo Multicast 
A distribuição de fluxo multicast usa vários mecanismos nas camadas 1, 2 ou 3, 
como é mostrado na figura 7: 
Ø Núcleo de rede IP: utiliza replicação de pacotes por hop com protocolos de 
roteamento IP multicast como PIM-SM/SSM. Mecanismos de QoS IP que 
asseguram a correta priorização no encaminhamento de pacotes de vídeo. 
Ø Mecanismos de camada 2 Ethernet: que incluem o uso de VLANs (Virtual 
Local Area Network) ou VPLS (Virtual Private LAN Services) através de um 
núcleo MPLS. Priorização de filas ethernet e operações de engenharia de tráfego 
garantem a priorização no encaminhamento de pacotes de vídeo. 
Ø Circuitos virtuais ATM ponto-multiponto: estendidos através de um núcleo 
ATM sobre equipamentos de transporte SONET/SDH. 
Ø Funcionalidade WDM/ROADM drop-and-continue: implementado em redes 
de anéis óticos. 
Transmissão multicast segue o modelo um para vários, onde determinado fluxo é 
entregue sobre grupos de endereçamento IP específico e podem ser acessados nos nós de 
acesso distribuídos, assim cada nó passa a receber e transmitir um sinal simples para vários 
receptores. Sistemas de multicast formam árvores de distribuição de informação. 
Cada nó (roteador) é responsável pela cópia da informação para os braços da árvore 
ligados ao mesmo. 
IPTV 
O uso de transmissão multicast pode ser muito mais eficiente quando a mesma 
informação é enviada para vários usuários ao mesmo tempo. A implementação de sistemas 
multicast é geralmente mais complexa do que sistemas unicast uma vez que um maior 
controle é necessário para adicionar ou remover um membro de um grupo multicast. 
Os clientes multicast geralmente submetem pedidos ao nó mais próximo da rede 
multicast para efetuar o join a determinado grupo multicast (IGMP Join). 
Para a operação de sistemas multicast, os nós (roteadores) da rede devem possuir a 
capacidade de estabelecer sessões multicast. Devido a complexidade e custos envolvidos, 
muitos roteadores que faze parte da rede Internet não implementam a transmissão multicast. 
Se a rede multicast é controlada por uma única companhia (como um provedor de serviços 
DSL ou de cable modem), todos os nós da rede podem ser configuradose controlados para 
transmissão multicast. 
A figura 8 mostra como um sistema de Televisão IP pode distribuir informação 
através de multicast sobre uma rede de telefonia comutada. Este exemplo mostra que o 
Media Center encontra-se distante dos usuários e que uma vez que determinado fluxo 
multicast é solicitado a sua transmissão passa a ser feita nos braços da árvore multicast até 
chegar ao usuário final. 
Figura 9- Transmissão Multicast IPTV 
3.4 Head-End TV Broadcast 
As principais funções de um head-end BTV são adquirir, codificar e encapsular o 
conteúdo Broadcast, junto com a monitoração da garantia de qualidade de serviço. Quando 
somente um único local de head-end é requerido para entregar o serviço, a tecnologia do IP 
IPTV 
e do vídeo digital permite uma arquitetura distribuída, onde um pequeno head-end captura e 
codifica o conteúdo local. 
As arquiteturas de taxa-limitada para entrega de BTV, tais como xDSL, requerem 
uma constante saída de taxa de bits e uma melhor eficiência de compressão do CODEC 
possível. Atualmente, as taxas mais baixas de CBR são produzidas usando a decodificação 
do conteúdo adquirido (no formato digital) e então a recodificação no CODEC da escolha. 
Para conseguir uma taxa necessariamente baixa e constante, o processo de codificação deve 
ser otimizado para esta aplicação. 
Os codificadores MPEG-2 têm a potencialidade para entregar com sucesso vídeos 
da boa qualidade entre 2 Mbps a 2.5 Mbps para o conteúdo de SDTV. Os codificadores 
single-pass (codificadores que processam o vídeo uma única vez) são menos caros do que 
sistemas multipass (codificadores que processam o vídeo varias vezes, o que resulta numa 
qualidade melhor), mas entregam tipicamente imagens de boa qualidade entre 3.2Mbps a 
4.5 Mbps para conteúdos de SDTV. 
Enquanto o MPEG-4 e o Windows Media 9 foram introduzidos em produtos 
comerciais no final do ano de 2004, espera-se que as taxas de stream de vídeo sejam 
reduzidas em 50 por cento, pelo menos. Por exemplo, uma definição padrão para o stream 
de broadcast pode requerer de 1.5 Mbps a 2 Mbps de largura de banda. Além disso, os 
codificadores da próxima geração de HDTV, esperam requerer entre 8 Mbps a 10 Mbps de 
largura de banda por stream para codificação broadcast em tempo real. Deve-se notar que a 
estrutura do head-end de vídeo não é alterada com a introdução de MPEG-4 ou do 
Windows Media 9, mas os codificadores existentes devem sofrer uma atualização ou serão 
substituídos. 
Um diagrama genérico do head-end de BTV é mostrado na figura 11. A 
configuração exata do equipamento head-end é dependente do fabricante de equipamento e 
do tamanho do projeto específico. Enquanto as saídas ASI dos codificadores forem comuns 
hoje, mais equipamento codificado estarem sendo oferecido a opção da saída direta para a 
interface Ethernet, que remove a exigência para um dispositivo separar o encapsulamento 
ASI para IP. 
IPTV 
Figura 11 – Diagrama genérico de um Head-end BTV 
4 Plataforma de Distribuição de Vídeo 
A solução do serviço de vídeo é realizada por uma arquitetura para uma 
comunicação de entretenimento visual, conforme podemos observar na figura 12. 
A arquitetura consiste das seguintes camadas: 
Ø A camada de adaptação da rede que adapta as mensagens para diferentes 
redes e dispositivos. 
Ø A camada de conectividade assegura o roteamento e a distribuição das 
comunicações. 
Ø A camada dos servidores de aplicação que suporta diferentes fluxos para a 
execução de diferentes lógicas ligadas aos serviços do usuário. 
Ø A camada de conteúdo que assegura o armazenamento, a recuperação e a 
distribuição do conteúdo através de um canal ótimo. 
Ø A camada da integração que interage com o sistema para todos os conceitos 
de operação de provisionamento multiserviço (MSP). 
IPTV 
 figura 12 – Arquitetura de Integração e Operação 
4.1 Infra-estrutura do Servidor de Vídeo Distribuído 
A distribuição em grande escala de serviços sob demanda requer uma arquitetura de 
servidores de vídeo distribuída. Um sistema distribuído oferecerá ao fornecedor de serviço 
a flexibilidade para desdobrar os servidores de vídeo na rede de acordo com os trade-offs 
da largura de banda da rede, a simultaneidade dos assinantes e a popularidade do conteúdo. 
Por exemplo, o mais popular conteúdo VoD (por exemplo, 20 novos filmes 
liberados) pode ser colocado em múltiplas plataformas ou plataformas menores perto da 
borda da rede para prestar serviços de conteúdo VoD. O conteúdo da biblioteca, incluindo 
filmes antigos, shows de TV, documentários, etc, podem ser armazenados nas plataformas 
mais centralizadas que prestam serviços a uma base maior de assinantes. 
Este conceito de conteúdo assegura o uso eficiente de recursos da rede e dos 
servidores de conteúdo, como podemos observar na figura 13. 
 figura 13- Infra-estrutura dos Servidores de Vídeo Distribuído 
IPTV 
4.2 Gerenciamento do Conteúdo 
Um grande desafio para todas as companhias de telecomunicações começa no 
serviço de vídeo residencial, que envolve gerenciar o conteúdo para ambos os serviços 
Broadcast e sob Demanda. Algumas mudanças específicas que devem ser realizadas em 
face ao gerenciamento dos conteúdos incluem: 
Ø Controlar o mesmo conteúdo para entregar através de múltiplos canais (por 
exemplo, em redes fixas e móveis) enquanto assegura-se um tratamento consistente 
do recurso de acordo com o contrato. 
Ø Garantir que o serviço esteja operando com lucro e que o sistema esteja 
fornecendo o retorno máximo no investimento. Cada recurso alocado no catálogo 
das vendas do fornecedor de serviço terá um contrato associado do provedor de 
conteúdo. 
Ø Minimizar o investimento em um sistema back-office. 
As distribuições bem sucedidas de IPTV estão baseadas em um sistema de 
gerenciamento que abstrai a complexidade das exigências comerciais do fornecedor de 
serviço ao se assegurar que são executados corretamente. Além disso, o sistema tem que ser 
flexível nos termos de suporte para os diferentes tipos de conteúdo. 
As exigências do sistema de gerência de conteúdo são as seguintes: 
Ø Conteúdos Diferenciados: O sistema de gerência e de entrega do conteúdo 
tem que assegurar diferentes tipos de conteúdos (por exemplo, MPEG-2, H.264, 
Windows Media 9, jogos) e não limitar ou preferir algum tipo satisfatório. 
Ø Preparação do Conteúdo: O sistema de gerência do conteúdo tem que estar 
apto para assegurar a preparação do workflow. Por exemplo, o conteúdo pode ser 
entregue em fita magnética e requerer edição, codificação e criptografia opcional 
antes de ser armazenado e entregue aos dispositivos do sistema. 
Ø Auditoria: Os Provedores de conteúdo podem requerer aos operadores do 
serviço estarem aptos a esclarecer todas as cópias de suas mídias. 
Ø Criação do serviço: Suporte ao operador do serviço para introduzir 
conteúdos e índice de maneiras interessantes e diferentes. 
Ø Automatização: O processo da gerência e da entrega deve ser automatizado 
tanto quanto possível para preparar, criar e entregar o conteúdo. Isto é para reduzir 
os custos operacionais e minimizar erros. 
Ø Escalabilidade: As distribuições começam freqüentemente com poucos 
artigos novos de índice por mês. Os sistemas de gerência e entrega dos conteúdos 
têm que crescer com o fornecedor de novos serviços sem a necessidade de mudar 
tecnologias. 
IPTV 
4.3 Sistema de Proteção do Conteúdo 
Um sistema de proteção de conteúdo tem três exigências preliminares em soluções 
de vídeo: 
Ø Prevenção de roubo dos serviços. 
Ø Prevenção de roubo de conteúdo e distribuição ilegal 
Ø Identificação segura do assinante por autenticação 
Tipicamente, um sistema de proteção de conteúdo emprega métodos múltiplos de 
proteção, pelo tipo de serviço que está sendo entregue e incluso como: 
Ø Acesso Condicional 
Ø Autenticação 
Ø Proteção ao conteúdo BTV 
Ø VoD criptografado 
4.3.1 Condições de Acesso 
Cada serviço de vídeo (pacote de canal, evento PAY-PER-VIEW, serviço VoD,etc..) é identificado por um identificador separado de serviço. A titularidade de um usuário 
a um serviço é entregue ao STB em uma mensagem da gerência do titular (EMM). O EMM 
deve ser seguramente adicionado ao STB, tipicamente na forma de um cartão (Smart Card). 
Sempre que o perfil de usuário mudar, por exemplo, através de acesso aos novos pacotes ou 
a uma compra do evento do pay-per-view, então um novo EMM é gerado e entregue ao 
STB. 
Uma ou mais chaves (ou palavras de controle) protege cada item do conteúdo. Para 
o conteúdo VoD, o período de criptografia é realizado tipicamente entre 5 e 10 minutos; 
isto dá aproximadamente 10 a 20 chaves por filme. Para o conteúdo BTV, o período de 
criptografia é tipicamente de 10 mensagens do controle de titularidade (ECMs) por 
segundo, permitindo ao canal rápida mudanças num acesso aleatório. 
As palavras de controle são codificadas com os critérios de acesso e o identificador 
do serviço em um ECM. Os critérios do acesso podem incluir informações como o 
"macrovision required", e "parental rating" Tipicamente, para streaming BTV, os ECMs 
para cada canal são introduzidos nos grupos multicast, com os pacotes ECM usando um 
número de porta UDP diferente do conteúdo dos pacotes MPEG-2, mas ambos assumindo o 
mesmo endereço do grupo multicast. Para o conteúdo VoD, o conjunto completo de ECMs 
para o conteúdo é entregue em uma única vez sobre HTTPS. 
Enquanto as palavras de controle e titularidade (ECMs e EMMs) são entregues ao 
STB para processar, é essencial que eles estejam processando em uma maneira segura para 
impedir a distribuição não autorizada de palavras de controle. A aproximação tradicional na 
indústria digital de BTV deve usar um smart card. Os cartões podem ser substituídos se o 
sistema de proteção se torna comprometido. 
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4.3.2 Autenticação 
Um método muito seguro de fornecer autenticação é através do uso de um smart 
card para agir como um único identificador original do STB para o processo de 
autenticação. O STB é autenticado por uma resposta do que está sendo passada para o 
servidor de segurança para validação quando ocorre o processo de inicialização do STB, 
quando acessa uma área segura tal como a compra de VoD e com os intervalos periódicos 
do reautenticação. 
4.3.3 Proteção do Conteúdo BTV 
Em um serviço BTV, os canais de TV requisitados são criptografados em tempo 
real no head-end. A criptografia é adicionada na saída do stream de transporte MPEG-2 
(TS) do grupo multicast dos codificadores ou dos encapsuladores do head-end BTV, onde a 
criptografia do conteúdo MPEG-2 é introduzida aos ECMs, e então entregue aos streams do 
grupo multicast de volta a rede. Os ECMs para cada canal BTV são introduzidos no grupo 
multicast associado mas com uma porta diferente dos stream de transporte MPEG-2. 
Os EMMs para o serviço BTV, os quais descrevem o serviço de titularidade para os 
canais BTV ou os eventos pay-per-view, são entregues ao STB através da plataforma da 
gerência em uma comunicação com o servidor de autenticação. A plataforma de gerência 
controla os assinantes e seus serviços BTV, junto com a importação e distribuição de 
metadados. Se um assinante fizer uma mudança ao serviço, a plataforma da gerência 
informará ao sistema de criptografia do head-end e obterá a informação de atualização de 
EMM para entregar ao assinante novos serviços que serão refletidos no sistema de proteção 
do conteúdo. 
O STB se junta ao canal BTV selecionado pelo EPG emitindo uma sinalização 
IGMP join para o endereço do grupo multicast requisitado. O STB recupera o conteúdo 
MPEG-2 e os ECMs do grupo multicast. Os ECMs são enviados ao smart card no STB, o 
qual gera as palavras de controle necessárias para descriptografar os canais BTVs, 
conforme podemos observar na figura 14. 
figura 14 – Sistema de Proteção do Conteúdo BTV 
IPTV 
4.3.4 VoD Criptografado 
A Pre-criptografia permite que os conteúdos dos arquivos sejam seguramente 
adicionados aos servidores de vídeo através da rede IPTV sem nenhum medo dos arquivos 
serem copiados por empregados ou por outras falhas de segurança. 
Os arquivos VoD não criptografados são primeiramente criptografados e através de 
uma comunicação entre o encryptor e o sistema de gerência do head-end/assinante, ECMs 
são criados para cada parte do conteúdo. Os arquivos criptografados são enviados via ftp 
para serem armazenados nos servidores de vídeo sob a gerência da plataforma do 
middleware. 
Quando um assinante compra um conteúdo VoD, a plataforma de middleware pede 
um bilhete ao servidor da gerência do conteúdo que gera então ECMs pessoais para este 
pedido de bilhete em comunicação com a gerência do head-end. ECMs pessoais são 
inseridos ao assinante individual que comprou o conteúdo, e provê uma forte solução de 
proteção. 
Quando o assinante aciona o "Play" para o recurso de VoD comprado, o STB 
contata o middleware que requisita o ECM pessoal do servidor de gerência de conteúdo e 
entrega o ECM pessoal junto com o bilhete do servidor de vídeo ao STB. O middleware é 
um componente de software responsável pela intermediação dos componentes da solução 
de IPTV (STB, Servidor de VoD, EPG, encoders, etc). O STB inicia então uma sessão 
RTSP com o servidor de vídeo, no qual os streams do conteúdo fluem ao STB onde é 
descriptografado e visto pelo assinante, conforme podemos observar na figura 15. 
 
figura 15 – Sistema de criptografia do VoD 
IPTV 
4.4 Plataforma de Aplicação dos Serviços 
O sistema de aplicação do middleware fornece ao usuário interface/EPG, a 
apresentação dos recursos de vídeo, a lógica do negócio e a base de dados do assinante em 
uma solução de vídeo. A plataforma de aplicação fornece uma estrutura de aplicação IPTV 
que suporte aplicações padronizadas assim como uma rede SDK e de colaboradores para 
suportar aplicações customizadas. As aplicações são escritas em HTML, Javascript e Java. 
Geralmente os principais serviços suportados incluem BTV, Near Video on Demand 
(NVoD)/pay-per-view (PPV), VoD, e TV-Mail. O middleware pode também incluir 
ferramentas administrativas back-end tais como uma ferramenta de gerência nativa ou 
proprietária e APIs para a integração com produtos existentes. 
 
5 Considerações Finais 
O padrão dominante do CODEC usado no mercado residencial de distribuição de 
vídeo atualmente é o MPEG-2. Esta especificação definiu não somente a camada de 
programa (vídeo, áudio e dados), mas também as camadas do sistema usado para 
transportar o vídeo, que é o stream de transporte MPEG-2. Em redes digitais de vídeo 
IPTV, a intenção é entregar o conteúdo de vídeo ao assinante final sob um pedido 
específico para associar-se ao conteúdo do stream. Isto requer que cada programa de vídeo 
seja encapsulado dentro de seu próprio container, onde somente assim stream de transporte 
de único programa MPEG-2 (SPTSs) são usados em uma solução de vídeo IP. 
Duas novas implementações de CODEC de baixa taxa estão incorporando o 
mercado hoje: O MPEG-4 e o Microsoft Windows Media 9 - perfil avançado. 
Assim, a arquitetura de rede para entregar IPTV permanecerá a mesma com estes 
novos CODECs quando eles forem executados usando os streams de transporte MPEG-2. 
O serviço BTV é melhor entregue quando usado a tecnologia de IP multicast. Os 
pacotes MPEG-2 são encapsulados primeiramente dentro do UDP, e então em um 
datagrama multicast, com um único endereço de grupo multicast para cada SPTS MPEG-2. 
O multicast fornece mecanismos padrão baseados na distribuição e mecanismo de 
roteamento para dispositivos num grupo particular. Isto é iniciado pelo usuário final usando 
o protocolo IGMP, como comentado anteriormente. 
O serviço VoD utiliza o unicast para o transporte entre o servidor VoD e o STB. O 
arquivo armazenado MPEG-2 no servidor de vídeo é encapsulado em um único stream 
UDP/IP para cada sessão, e geralmente entregue a uma rede para o usuário final no STB. O 
tráfego trocado entre o middleware e o STB e os servidores usarão também esta redeunicast IP. 
 
IPTV 
 
6 Bibliografia 
[1] End-to-End Solution Overview. pdf, Alcatel Telecomunications 
[2] Home Network Reference Architecture.pdf, Alcatel Telecomunications 
[3] Mobile Video: A Service for the Masses.pdf, Alcatel Telecomunications 
[4].Introduction To IP Television.pdf, Lawrence Harte , ALTHOS Publishing